Защита населения и территорий от снежных лавин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

снежный лавина угроза сход

Введение

1. Теоретическое обоснование организационной защиты населения и территорий от снежных лавин

1.1 Понятие, классификация и природа снежных лавин

1.2 Причины возникновения лавин

1.3 Прогнозирование лавинной опасности

2. Организация защиты населения и территорий при угрозе возникновения снежных лавин

2.1 Меры по защите и снижению последствий от снежных лавин

2.2 Действия населения при угрозе, во время и после схода лавин

3. Методика проведения занятий по подготовке учащихся к действиям в ЧС природного характера

Заключение

Список использованной литературы

Приложение

Введение

Стихийные бедствия в горах возникают при экзогенных процессах. К числу наиболее массовых природных явлений, распространенных повсеместно в горах, относятся лавины и сели. Знакомство с их основными особенностями, распространением и условиями развития показывает всю сложность проблемы исследования природы этих явлений и, в частности, разработки прогнозов. В формировании лавин и селей участвуют многие компоненты природной среды, каждый из которых находится в непрерывном изменении. Сочетание различных природных условий, приводящих к образованию лавин и селей, оказывается каждый раз новым, отличным от предшествующих.

Среди присущих горам стихийно-разрушительных явлений особое место занимают снежные лавины. По широте распространения и повторяемости они значительно превосходят камнепады, грунтовые оползни, обвалы и селевые потоки.

Опасными факторами лавин являются: неожиданность, внезапность, быстродействие, неотвратимость, нарастающий эффект, огромная разрушительная сила. Лавины сметают все на своем пути, они являются причиной возникновения многих ЧС в горах: повреждают и разрушают строения, коммуникации, ЛЭП, спортивные сооружения, дороги, технику, травмируют и убивают людей.

В среднем в год в мире от лавин погибает около 350 человек. Однако в отдельные годы средний показатель может быть значительно превышен. Так, в сезоне 1991-92 гг. только в Турции число жертв четырех лавин составило 328 человек. 26 марта 1997 г. одна лавина унесла жизни более 100 автопассажиров в Афганистане.

Ежегодно в России в лавинах погибает в среднем более 20 человек. К числу крупнейших лавинных катастроф в России относятся события зимы 1992-93 гг. на Кавказе, когда только в районе Транскавказской автомагистрали погибло 56 человек. Частота лавин в России составляет 2,5% от общего количества опасных стихийных явлений. Непосредственную угрозу схода лавин испытывают 8 городов России. Еще в 36 городах существует опасность для коммуникаций. Количество же небольших населенных пунктов, подверженных опасности схода лавин достаточно многочисленно.

Цель данного исследования: теоретическое обоснование опасных факторов лавин и выработка комплекса мероприятий по защите населения и территорий при возникновении лавин.

Объект исследования: лавины как опасные природные явления.

Предмет исследования: комплекс мероприятий по защите населения и территорий при возникновении лавин.

Задачи исследования:

На основе анализа специальной литературы рассмотреть причины возникновения и опасные факторы лавин.

Определить основные пути, направленные на снижение материальных и людских потерь при возникновении лавин.

Предложить комплекс мероприятий по защите населения и территорий при возникновении лавин.

Предложить методические рекомендации по организации обучения учащихся действиям при угрозе и во время схода лавин.

Составить план-конспект урока по данной теме.

Методы исследования: анализ специальной литературы по проблеме исследования, теоретическое обобщение, синтез теоретических положений с учетом конкретных условий, сравнение, анализ опыта работы учителей ОБЖ.

1. Теоретическое обоснование организационной защиты населения и территорий от снежных лавин

1.1 Понятие, классификация и природа снежных лавин

Лавины -- одно из наиболее широко распространенных и опасных природных явлений горных стран. Многие лавины в Альпах, сходящие систематически в одних и тех же местах, получили собственные имена. Упоминания о лавинах встречаются в сочинениях писателей древности, живших более 2000 лет назад. Древнегреческий историк Полибий (201--120 г. до н. э.) пишет о потерях от лавин при переходе войск Ганнибала через Альпы (218 г. до н. э.). Древнеримский географ Страбон (63 г. до н. э.--20 г. н. э.) писал о лавинной опасности, подстерегающей путешественника в Альпах и на Кавказе[5].

Лавина -- это снежный обвал, возникающий на крутых горных склонах. Пришедшие в движение массы снега скользят по поверхности склона или низвергаются, проходя часть пути в свободном падении. Падение лавин сопровождается в зависимости от состояния снега оглушительным шумом и скрежетом. В отличие от обвалов скальных пород снежные обвалы обычно в процессе движения значительно увеличиваются за счет захвата новых слоев снега, лежащих ниже по склону. Скорость лавин может достигать 80--100 м/с, объем отложившихся масс снега одной лавины -- 2--6 млн. м³, а мощность снежников -- до 20--50 м.

Снежный покров, лежащий на склоне гор, находится в состоянии неустойчивого равновесия. Силы сцепления внутри снежной толщи и на границе с земной поверхностью противодействуют силе тяжести, стремящейся сбросить снег к подножию склона. Свойства самой снежной толщи при этом непрерывно меняются как из-за смены метеорологической обстановки, так и под воздействием процессов, идущих внутри толщи снега. Новые снегопады и метели увеличивают вес снежных масс, резкие перепады температуры воздуха меняют величину напряжения пластов твердого снега, оттепели порождают интенсивное таяние, дожди ослабляют связи между частицами льда в снегу. Оседание и уплотнение снега увеличивают устойчивость снежного покрова на склоне, в то время как миграция водяных паров приводит к формированию горизонтов разрыхления[1].

В последние годы исследователями лавин проведено районированных территорий по типам деятельности. Это важно для понимания природы лавин, а также для организации защиты от них. В схеме районирования территории России по преобладающим типам лавинообразования выделены пять групп районов:

1) арктические районы с метелевыми и инфляционными лавинами;

2) северные районы с лавинами из метелевого и свежевыпавшего снега;

3) внутренние континентальные районы с лавинами сублимационного диафтореза;

4) районы южного горного пояса с лавинами из свежевыпавшего снега, снежных досок и адвективными лавинами;

5) тихоокеанские и приморские районы с лавинами из мокрого, метелевого и сложностратифицированного снега.

Группы районов подразделяются на отдельные районы, в которых отражена специфика лавинопроявления данной горной страны.

Изучение основных причин, вызывающих лавины, помогает подойти к проблеме подразделения лавин на главные типы, т.е. к их классификации. Существует несколько классификаций лавин, в основу которых положены разные признаки: тип снега (рыхлый или плотный), содержание в снегу воды, характер движения, поверхность скольжения, морфология пути.

Однако общая классификация лавин должна отражать наиболее существенные их признаки и служить практическим целям организации защиты от лавин. Этим требованиям в наибольшей степени отвечают два подхода к подразделению лавин на главные типы. Первый генетический -- исходит из учета причин схода лавин, о которых говорилось выше; ценность его состоит в возможности разработки прогноза наступления лавинной опасности. В основе второго подхода лежат учет рельефа снегосборного бассейна и пути движения лавины. Этот принцип подразделения лавинных аппаратов позволяет рассчитывать объемы и дальности выброса лавин, т. е. необходим при картировании лавиноопасных территорий[5].

Для систематизации разнообразных сведений о лавиносборах, причинах образования и характеристиках снежных лавин применяются различные классификации. Одной из наиболее известных является классификация, предложенная Г.К. Тушинским, учитывающая особенности лавинного пути и состояние лавинообразующего снега. В ней выделено 7 видов лавин по морфологии снегосбора и пути движения лавин:

1) осовы - отрыв и скольжение снежных масс со всей поверхности ровного склона, не имеющего четко выраженных эрозионных борозд и врезов (рис. 1);

Рис. 1. Осовы

2) лотковые лавины (снежные массы движутся по фиксированному руслу) из эрозионных врезов и тектонических трещин (рис. 2);

Рис. 2. Лотковая лавина

3) из денудационных воронок (рис. 3)

Рис. 3. Лавина из денудационных воронок

4) из деформированных ледниковых каров (рис. 4)

Рис. 4. Лавина из деформированных ледниковых каров

5) прыгающие лавины (при наличии на пути движения участков отвесных скал, где происходит свободное падение снежных масс) (рис. 5);

Рис. 5. Прыгающая лавина

Для каждого из выделенных типов лавиносборов рассматривается три вида лавин по состоянию снега - из сухого метелевого и снежных плит, из влажного старого и из мокрого фирнового снега.

По состоянию снега и характеру движения:

- Из сухого снега: Пылевая - при движении снежного пласта его обломки могут разрушаться и формировать пылевое облако. Скорость лавины до 350 км/час. Этот тип лавин наиболее разрушителен и опасен для человека. Снежная плита - пласт мелкозернистого снега или метелевого снега плотностью 250-600 кг/м³, лежащего на поверхности менее плотного снега. Под снежной доской нередко возникают пустоты, что приводит к ее оседанию и разрушению. Обрушение снежного пласта происходит на большой площади. Линия отрыва снежной лавины представляет собой арку, ступень, перпендикулярную поверхности склона. Скорость таких лавин достигает 160-200 км/час.

- Из влажного и мокрого снега. Лавина из "точки" - каплевидное начало лавины от окончания скального выступа на снежном склоне. Скалы, нагреваясь, подпитывают влагой сцепление снега со скальной основой, и отсюда отрывается лавина. Характерна для весеннего периода. Скорость такой лавины достигает 60-120 км/час. Сверхмокрые лавины (гидронапорные). Движение снежно-водяной смеси, иногда с примесью захватываемых потоком частиц грунта и камней, наподобие движения селевых потоков.

1.2 Причины возникновения лавин

Большинство катастрофических лавин возникало после многодневных обильных снегопадов, перегружавших склоны. Уже при интенсивности снегопада 2 см/ч, длящемся до 10 часов подряд, возникает лавинная опасность. Свежеотложенный снег нередко бывает несвязанным и сыпучим, как песок. Такой снег легко порождает лавины. Лавинная опасность многократно возрастает, когда снегопады сопровождаются ветром. При сильном ветре на поверхности снега формируется ветровая, или снежная, доска -- пласт мелкозернистого снега большой плотности, который может достигать в толщину несколько десятков сантиметров. Обручев назвал такие лавины "сухими": "Они срываются зимой после сильного снегопада без оттепели, когда надувы снега на гребнях и крутых склонах достигают такого размера, что сотрясение воздуха от порыва ветра, выстрела, даже громкого крика вызывает их отрыв. Последний очень облегчается, если свежий снег ложится на гладкую, схваченную после оттепели морозом поверхность старого снега. Эти лавины летят вниз и одновременно наполняют воздух снеговой пылью, образующей целую тучу"[6].

В отсутствии снегопадов снег постепенно "созревает" для порождения лавин. С течением времени снежная толща постепенно оседает, что приводит к ее уплотнению. Источниками лавинной опасности служат ослабленные слои, в которых формируются слабо связанные кристаллы глубинной изморози. Она-то и разъедает нижний слой снежного покрова, подвешивая верхнюю толщу.

Состояние снежного покрова резко изменяется, когда в нем появляется вода, которая значительно ослабляет прочность снега. При резком таянии или интенсивном дожде структура толщи быстро разрушается, и тогда формируются грандиозные "мокрые" лавины. Они сходят весной на обширных территориях, иногда захватывая весь снег, накопившийся за зиму. Их еще называют грунтовыми, потому что они движутся прямо по грунту и сдирают почвенный слой, камни, куски дерна, кусты и деревья. Это очень тяжелые лавины.

Снег, лежащий на склоне, приходит в движение под действием силы тяжести. До поры до времени силы сопротивления сдвигу (сцепление снега с нижними его слоями или грунтом и сила трения) удерживают снег на склоне. Кроме того, смещению пласта мешает снежный покров, расположенный ниже, и удерживает тот, который лежит выше. Снегопад или метель, перекристаллизация снежной толщи, появление в толще жидкой воды ведет к перераспределению сил, действующих на снег.

Снегопад перегружает склоны снегом, и силы, удерживающие снег, не поспевают за нарастанием силы тяжести, стремящейся его сдвинуть. Перекристаллизация ослабляет отдельные горизонты, уменьшая удерживающие силы. Быстрое таяние снега из-за повышения температуры или промачивание снега дождем резко ослабляет связи между снежными зернами, тоже снижая действие удерживающих сил[1].

Чтобы лавина стронулась с места, ей нужен первый импульс. Таким спусковым механизмом выступают обильные снегопады или сильные метели, потепление, теплый дождь, срезание снега лыжами, вибрация от звуковой или ударной волны, землетрясения.

Лавины начинают свое движение или "из точки" (при нарушении устойчивости очень малого объема снега), или "от линии" (при нарушении устойчивости сразу значительного пласта снега). Чем снег рыхлее, тем меньше его надо для начала лавины. Движение начинается буквально с нескольких частиц. Лавина из снежной доски начинается с растрескивания снежного покрова. Узкая трещина быстро разрастается, от нее рождаются боковые расщелины, и вскоре снежная масса отрывается и несется вниз.

Длительное время лавину представляли в виде снежного кома, который летит вниз по склону и увеличивается за счет налипания новых порций снега (так изображали лавину почти все древние гравюры). Шаром лавину представляли вплоть до XIX в. Многообразие снежных лавин и многоликость форм ее движения затрудняли понимание физики лавин. Лавина относится к многокомпонентным потокам, т. к. состоит из снега, воздуха и твердых включений. Физика таких потоков очень сложна. Формы движения лавины разнообразны. В ней могут катиться снежные катыши, скользить и вращаться снежные комья и обломки снежной доски, может течь, как вода, сплошная масса снега или подниматься в воздух снегопылевое облако. Разные виды движения дополняют друг друга, переходят один в другой на разных участках той же самой лавины. Фронт лавины движется быстрее ее основного тела из-за обрушения снежного покрова перед фронтом от удара лавины. Так в лавину включаются все новые порции снега, в то время как в хвостовой части скорости падают. На гребнях волн, возникающих на поверхности движущейся лавины, то и дело появляются каменные обломки, что говорит о сильном турбулентном перемешивании в теле лавины[6].

По мере выполаживания склона тело лавины замедляет свое движение. Тело лавины растекается по поверхности конуса. Останавливающийся снег быстро отвердевает, но продолжает еще некоторое время двигаться под напором хвостовой части лавины, пока лавина окончательно не успокоится.

Распознать лавиноопасную территорию - это первый шаг при оценке лавинного риска. Многие люди, попадавшие в лавины, не замечали опасности до тех пор, пока не становилось уже слишком поздно. Наиболее распространенной ошибкой является мнение, что лавины сходят только в больших четко выраженных очагах. Поэтому люди не обращают внимания на маленькие ловушки рельефа. Другая ошибка - предполагать, что безопасно путешествовать по дну долины, не учитывая при этом возможности быть захваченным лавиной, сошедшей с вышележащих склонов. Описанные ниже особенности рельефа влияют на возникновение снежных лавин, поэтому они помогут вам распознать лавиноопасную территорию.

Угол наклона склона - это важная переменная величина, определяющая вероятность схода лавин. Поэтому этот фактор в оценке и разработке маршрута играет важную роль.

Нарушение устойчивости и образование лавин наблюдается на склонах крутизной от 15^° до 60^°, хотя не редки случаи, когда лавины зарождались и на более пологих склонах.

На крутых склонах снег плохо удерживается, большинство снежинок во время снегопада скатывается вниз и большие массы снега откладываются относительно редко. При уклоне ниже 25^° нагрузка недостаточно велика для возникновения снежных лавин (исключения составляют - сверхмокрые-гидронапорные лавины и водоснежные потоки, сход которых отмечается на склонах крутизной < 15^°). Поэтому наиболее лавиноопасными считаются склоны крутизной от 25 до 50^° (рис. 6).

Рис. 6. Вероятность схода лавин

Крутизна склона важна потому, что одновременно с ее ростом увеличивается давление на снежную толщу и на все участки, примыкающие к снежной плите. Важно помнить, что вы можете спровоцировать лавину снизу, даже когда пересекаете 15-градусный склон, если верхняя часть склона имеет крутизну, по крайней мере, 25^° и существует нестабильность.

На неровных склонах возникают дополнительные напряжения сжатия или растяжения, обусловленные изменчивостью скоростей течения снежного покрова в зависимости от угла наклона и пространственной неоднородности высоты, плотности и вязкости снега.

На выпуклых склонах снежные плиты чаше всего разрушаются прямо на перегибе, в том месте, где создаются условия для возникновения растягивающих усилий. Вогнутые склоны обеспечивают определенную подпорку за счет сжатия в основании. В результате этого, плотность снега на вогнутых участках склона зачастую бывает больше, чем на вблизи расположенных гладких склонах и участках выпуклой формы рельефа. И по ним тоже может проходить линия отрыва лавин, особенно в период нестабильности снежного покрова. На широких и гладких склонах лавины могут сойти где угодно. Валуны, деревья на склоне и выступы рельефа играют роль "якорей" и помогают удерживать снег на месте до тех пор, пока их не засыпает. Такие склоны менее лавиноопасны, чем открытые склоны, но подобные якоря должны располагаться очень близко друг от друга, чтобы по ним можно было пройти, не вызвав схода лавины. Более того, подобные якоря могут оказаться участками повышенной нагрузки, потому что снег выше них по склону держится на месте, а по бокам от них сползает под действием гравитации. Таким образом, давление на толщу может быть самым сильным около якорей. В результате чего, они могут оказаться начальными точками отрыва лавин.

1.3 Прогнозирование лавинной опасности

В настоящее время применяется три вида прогнозов лавинной опасности - фоновый мелкомасштабный для горной территории, фоновый крупномасштабный для горного бассейна или группы лавиносборов и детальный для заданного лавиносбора или лавиноопасного склона (локальный прогноз) (рис. 7).

Лавинный прогноз предполагает заблаговременное определение некоторого временного интервала, в течение которого снегонакопление и процессы метаморфизма могут привести к нарушению устойчивости снежного покрова и образованию лавин. Он тесно связан с прогнозом метеорологических условий, так как вид, интенсивность выпадения, количество атмосферных осадков, метелевый снегоперенос, температура и влажность воздуха и другие характеристики метеорологических условий непосредственно влияют на состояние и устойчивость снежного покрова.



Рис. 7. Оценка и виды прогнозов лавинной опасности

Фоновый прогноз заключается в оценке лавинной опасности в рассматриваемом горном районе и выдается в виде "лавиноопасно" или "нелавиноопасно". Заблаговременность прогнозов лавин ограничивается отсутствием количественных методов длительного прогноза интенсивности осадков, интенсивности и продолжительности оттепели и других, метеорологических показателей в горах. Обычно она измеряется часами, а зачастую прогноз выдается с "нулевой" заблаговременностью, т. е. дается лишь текущая оценка лавинной опасности.

Локальный прогноз предусматривает определение показателей устойчивости снежного покрова в зоне зарождения лавин конкретного лавиносбора и времени до предполагаемого самопроизвольного схода лавин, оценку вероятного объема и дальности выброса лавины, выбор оптимальных условий для ликвидации лавинной опасности путем искусственного спуска лавины.

Наиболее разработан фоновый прогноз лавин, вызываемых снегопадами и метелями. Достигнуты также определенные успехи в разработке фоновых прогнозов лавин из мокрого снега, основанных главным образом на анализе снегометеорологической обстановки и установленных статистических зависимостей между временем наступления лавинной опасности и изменением факторов, определяющих сход лавин. При этом использует вся доступная информация о строении, плотности и температурном режиме снежного покрова и локальные характеристики его устойчивости.

Методы локальных прогнозов разработаны еще слабо, что обусловлено отсутствием методики и аппаратуры для получения надежной информации о состоянии и свойствах снежного покрова в зонах зарождения лавин, а точность существующих способов определения прочностных характеристик и показателей устойчивости снежного покрова мала.

В США делались попытки использовать сведения о лавинообразующих факторах для оперативной оценки и прогнозирования лавинной опасности. Для этой цели каждый из перечисленных факторов оценивался по десятибалльной системе в зависимости от его предрасположения к лавинообразованию, затем эти баллы суммировались. Возможная сумма баллов 0 до 100. Чем больше сумма баллов, тем вероятнее сход лавин, 0 означает отсутствие лавинной опасности, а 100 - наибольшую вероятность схода лавин.

Подобные способы оценки лавинообразующих факторов для фоновых прогнозов лавинной опасности применяются и в некоторых лавиноопасных районах России. Для прогноза лавин время снегопадов для района Северного Тянь-Шаня в дополнение к перечисленным 10 факторам используются еще характеристики синоптических процессов и устойчивости снежной толщи. При анализе синоптических процессов, приводящих к снегопадам и сходу лавин, выявлены наиболее типичные ситуации и дана их количественная оценка в баллах. Устойчивость снежной толщи оценивается на основании измерений сопротивления снега сдвигу на экспериментальной площадке и определения показателя устойчивости снежного покрова в зоне зарождения лавин. На основании анализа и статистической обработки материалов наблюдений за лавинами и сопутствующих им метеорологических условий оценена вероятность схода лавин в баллах в зависимости от лавинообразующих факторов.

Общая сумма баллов показывает степень лавинной опасности, c увеличением суммы растет вероятность схода лавин. Подсчет баллов лавинообразующих факторов начинают производить при накоплении 7-8 см нового снега на площадке наблюдений снеголавинной станции. Затем периодически, через определенные промежутки времени, расчет повторяется. При известной скорости прироста толщины снега определяется время до наступления лавинной опасности как время достижения критической высоты снега.

Часто для прогноза лавин используются эмпирические графики связи схода лавин с интенсивностью снегопада, температурой воздуха при снегопаде, скоростью ветра и другими факторами.

Для прогноза лавин необходимо учитывать не только текущие метеорологические условия, но и характеристики всей предыдущей части зимы. Особенно важно знать температурный режим, стратиграфическое строение, плотность и прочностные характеристики снега в зоне зарождения лавин. Проводить непосредственные наблюдения за снежным покровом в этой зоне опасно, поэтому его характеристику определяют на основании дистанционных наблюдений, замеров на опытной площадке и маршрутных снегомерных работ в лавинобезопасных местах вблизи зоны зарождения лавин. Наиболее опасны склоны с относительно неглубоким, но значительно перекристаллизованным снежным покровом.

2. Организация защиты населения и территорий при угрозе возникновения снежных лавин

2.1 Меры по защите и снижению последствий от снежных лавин

Основным способом по защите и снижению последствий от снежных лавин является изменение поверхности склонов. Изменение поверхности склонов, проводимое в ходе выполнения мероприятий по противолавинной защите, включает в себя земляные работы и строительство сооружений, которые либо предотвращают сход лавины, либо отводят массу скользящего снега от защищаемого объекта.

Снегоудерживающие сооружения применяются в зонах зарождения лавин и выполняют следующие функции:

* а) обеспечивают подпор снежного покрова извне, уменьшая тем самым внутренние напряжения в нем;

* б) создают прерывистость снежного покрова, ограничивая распространение линии отрыва, и таким образом уменьшают окончательный размер лавины;

* в) останавливают мелкие лавины, прежде чем они наберут достаточно высокую скорость и вызовут серьезные повреждения.

Рис. 8. Противолавинное снегоудерживаюющее сооружение

Впервые снегоудерживающие сооружения как мера борьбы с лавинами появились в XIX в. в Европе, в альпийских странах. Это были земляные террасы, столбы и каменные заборы. В настоящее время эти сооружения строятся из дерева, стали, алюминия, бетона или из различных комбинаций этих материалов (рис. 8).

Снегоудерживающие сооружения обходятся дорого, поскольку размеры их велики. Они должны быть по крайней мере такой же высоты, какова максимальная толщина слоя снега (обычно это 3--5 м), должны выдерживать нагрузки масс скользящего снега и небольших лавин и перекрывать всю зону зарождения лавин. Вследствие того, что стоимость этих сооружений высока, они могут применяться только для защиты населенных пунктов или там, где зона зарождения лавин невелика. Институт исследования снега и лавин разработал для Швейцарского федерального департамента лесоводства Руководство по проектированию и размещению снегоудерживающих сооружений.

Дешевые временные деревянные сооружения часто используются в лавиноопасных зонах, где проводятся лесные посадки, для того, чтобы защитить молодые деревья от лавин. Эти временные сооружения подвергаются интенсивному атмосферному и другим воздействию и разрушаются. Однако срок их службы в общем достаточен, чтобы деревья успели вырасти и обеспечить естественную защиту от лавин.

Снегозащитные и ветрорегулирющие щиты регулируют метелевый перенос, который играет существенную роль в процессе формирования лавин. В общем, они используются в сочетании со снегоудерживающими сооружениями в целях контроля лавин и снежных карнизов. Карнизы могут представлять опасность, когда они обрушиваются на лыжные трассы или дороги: кроме того, их падение может привести к сходу случайной лавины. Функции, расположенных на наветренных сторонах гряд снегозадерживающих щитов, высота которых обычно составляет 4-6 м, состоит в том, чтобы уменьшить скорость ветра и метелевый перенос. Ветрорегулирующие щиты представляют собой кольктарели высотой около 4 м. и шириной около 2 м. или ветронаправляющие навесы, сделанные из наклонных панелей длиной 4 м.

Сооружения для отвода лавин используются как средство противолавинной защиты в зоне транзита и отложения лавин. Используются в основном три вида сооружений -- дамбы или стенки, лавинорезы и галереи. Отводящие дамбы и стенки останавливают лавины и направляют их в зону, где они не могут причинить ущерба (рис. 9).

Рис. 9. Действие отводящей стенки

1 - Лавина при отсутствии стены

2 - Отведенная лавина

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[7].

Дамбы и стенки эффективны, когда речь идет о рыхлых лавинах, однако при защите от пылевой лавины они практически бесполезны. Отводящие дамбы могут эффективно применяться лишь там, где есть достаточно места, куда можно направить лавины, не рискуя причинить ущерба. Последнее обстоятельство часто ограничивает применение сооружений этого типа. Отвод масс снега должен осуществляться постепенно, в противном случае лавины будут перекрывать и засыпать сооружения. Установлено, что угол, а между направлением лавины и положением отражающего сооружения не должен превышать 20° в случае земляной насыпи и 30° в случае стенки. В противном случае эффективность лавиноотводящих сооружений резко уменьшается.

Минимальная высота отводящего сооружения Нd может быть рассчитана исходя из формулы 1.

Нd=Нs+Нa+Нv (1)

где Нs -- глубина снега, отложенного либо в результате снегопадов, либо за счет предыдущих лавин; Нa -- высота потока «проецируемой» лавины; Нv = (Va sin а) ^ 2/2g; Va -- средняя скорость «проецируемой» лавины (рис. 9).

Когда лавина наталкивается на отводящую стенку, на нее начинают действовать силы, обусловленные ударом и трением. Ударная нагрузка Рv действующая в направлении, перпендикулярном стенке, может быть рассчитана по формуле 2.

P_v = с_a (V_a Sinб) ² (2)

а сила трения на единицу площади поверхности Рi, действующая параллельно стенке, -- по формуле 3.

Pi=мPv (3)

где с_a -- плотность лавины, µ-- коэффициент трения (скольжения), значение которого колеблется между 0,3 и 0,5.

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. Основания опорных мачт также можно снабжать выступами из земли или бетона. Высота лавинорезов и нагрузка, которую они должны выдерживать, могут определяться так же, как и соответствующие параметры, рассчитываемые при проектировании дамб и стенок (см. формулы 1-3).

Галереи, которые иногда называют «снежными навесами», представляют собой перекрытия, позволяющие пропустить лавину над защищаемым объектом.

Они в основном применяются на железных дорогах, автомагистралях; при проектировании зданий они иногда конструктивно включаются в них. Шерер отмечает высокую стоимость галерей, а также тот факт, что для их качественного проектирования необходимы надежные оценки как ширины лавины, так и нагрузок, которые будет испытывать сооружение под действием движущегося снега, когда на него действуют следующие силы (рис. 10).



Рис. 10. Силы, действующие на галерею: 1 - движущая лавина; 2 - снег, отложенный предыдущими лавинами

1) сила трения Ff, возникающая при движении снега;

2) вертикально направленная сила Fv, обусловленная весом движущегося снега;

3) вертикально направленная сила Fd, обусловленная весом отложенного снега (в галереях, расположенных в зонах отложения лавин, давление, вызываемое этой нагрузкой, может приближаться к 60 кПа);

4) сила Fs возникающая за счет действия нагрузки отложенного снега на стенку галереи, и, возможно, ударные нагрузки лавин, начинающихся на противоположном склоне долины;

5) динамическая сила R, возникающая вследствие отражения снега в вертикальном направлении[7, 26].

Тормозящие сооружения.

Тормозящие сооружения, называемые также быками, лавин резами 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[4].

Лучше всего ставить тормозящие сооружения на плоской поверхности близ конца зоны отложения лавины. Общее правило заключается в том, чтобы не строить тормозящие конструкции на склонах крутизной более 20є.

Причиной многих стихийных бедствий, связанных с лавинами, стало сведение лесов на обширных территориях, сопровождающее их заселение. В Европе при увеличении населения в горных районах леса часто сводились с целью расширения пастбищ. В Северной Америке обширные вырубки леса производились вблизи центров горнодобывающей промышленности с целью обеспечить последние строительными материалами. Интенсивные вырубки леса велись также вдоль железных дорог для очистки полосы отчуждения. С этих безлесных теперь склонов начали сходить лавины и там, где они никогда не наблюдались.

Лес в зоне зарождения лавины препятствует ее возникновению. Причин здесь несколько:

а) ветви деревьев поддерживают снежный покров и служат как бы якорем потенциальной лавины из снежной доски;

б) метелевый перенос в лесу невелик;

в) кроны деревьев задерживают снег, откуда он высвобождается постепенно, образуя на грунте устойчивый покров;

г) лесной полог смягчает изменчивость энергообмена с поверхностью снега; при этом наблюдается тенденция к более равномерному распределению температуры в толще снега и к увеличению ее устойчивости.

Эффективную защиту от лавин обеспечивают лишь достаточно густые леса -- расстояние между молодыми деревьями не должно превышать 3 м.

В транзитной зоне и в зоне отложений леса, вероятно, останавливают небольшие, медленно движущиеся лавины, однако они не могут препятствовать движению крупных лавин. Когда лавина ломает деревья и увлекает их за собой, ее масса и разрушительная сила увеличиваются.

В потенциально лавиноопасных зонах лес следует охранять от пожаров. Планы лесозаготовок на крутых склонах следует тщательно изучать с точки зрения их возможного влияния на усиление лавинной опасности. Наиболее важной задачей является охрана лесов в потенциальных зонах зарождения лавин и на гребнях[2].

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.

Предотвращение лавин и контроль их 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 крупной. При защите автомагистралей идеален спуск множества мелких лавин, которые не доходят до полотна дороги.

Искусственное создание лавин подрывом зарядов взрывчатых веществ (ВВ) -- наиболее широко распространенный метод противолавинной защиты. Взрывчатые вещества наиболее эффективны для вызывания лавин, если их разместить в зоне зарождения лавины в период, когда напряжения в снежном покрове достигают критических значений, и прежде, чем неустойчивый снежный покров станет настолько глубоким, чтобы сформировалась крупная лавина[2].

Основным критерием эффективности контроля лавин с помощью взрывчатых веществ служит обнаружение неустойчивости снега путем ежедневной оценки лавинной опасности. Поскольку заряды ВВ наиболее эффективны для спуска лавин из сухой снежной доски, лучше всего применять их сразу же после снегопадов. Из-за плохой погоды, недоступности площадок, отказов оборудования и других причин заряды ВВ иногда применяют слишком поздно, так что в результате сходят крупные лавины. Поэтому взрывчатые вещества не всегда можно рекомендовать для защиты зданий и других сооружений.

Для размещения зарядов ВВ в лавине существует несколько способов.

Размещение зарядов вручную. Применяется в районах лыжных курортов, где зоны зарождения лавин легкодоступны. Заряд обычно состоит из 1 кг ВВ, обладающего высокой скоростью детонации, капсюля с огнепроводным шнуром и запала.

Корпусные заряды. Устанавливают в основании зоны зарождения лавин, например, на коротких склонах, примыкающих к дороге. Для того чтобы возникла ударная волна, которая распространится сквозь снег до грунта и высвободит снег в более высоких частях склона, может потребоваться заряд динамита весом в 20кг[4].

Артиллерия. Если зона зарождения лавины труднодоступна, но находится в зоне прямой видимости, лучше всего доставлять туда подрывной заряд при помощи артиллерийских систем. Успешно применяются для этих целей такие виды армейского вооружения, как мортиры, гаубицы, безоткатные орудия и базуки. Специально для лавинного контроля разработан аваланчер -- лавинное ружье, в котором в качестве ракетного топлива используется сжатый газ. Меллор полагает, что выбор вида оружия зависит от дальности и точности его действия, стоимости, а также от правил техники безопасности[1].

Бомбардировка с вертолета. Заряды ВВ весом около 5 кг сбрасываются с вертолета в лавиноопасную зону. Этот способ особенно удобен в дешев там, где в течение одного полета можно контролировать несколько лавиносборов. Поскольку при этом обязательна хорошая погода, бомбометание с вертолета не может применяться, когда необходимо вызвать лавину во время снегопада.

Заблаговременно установленные заряды. Размещают в местах, которые недоступны зимой, и там, где невозможно использовать артиллерию. До наступления зимы заряды ВВ, каждый из которых отдельно может быть взорван по радио или при помощи проводных систем, устанавливаются в зоне зарождения лавин. Частое прокладывание лыжни на лавиноопасных склонах приводит либо к высвобождению мелких лавин, либо к увеличению прочности снежного покрова, что происходит в результате уплотнения снега. Уплотнение приводит к более тесному контакту снежных зерен, и это ускоряет процесс спекания и отвердевания снега. Высокопрочный снег, получающийся в результате этого процесса, более устойчив, чем естественный, даже когда он начинает таять[4].

Подрезка снежного пласта лыжниками для контроля лавинной опасности и предупреждения схода лавин эффективна только тогда, когда выполняется достаточно часто, так как уплотнение при этом ограничивается только поверхностными слоями. Слабый снег, лежащий в основании глубокого снежного покрова, не может быть стабилизирован таким способом. По причинам безопасности лыжников можно использовать только на коротких склонах с соблюдением крайних мер предосторожности[2].

В тех случаях, когда наличие слоев глубинной изморози приводит к частому сходу лавин, можно применять химикаты. Цель их применения -- воспрепятствовать рекристаллизации снега и формированию глубинной изморози. Эксперименты показали, что если обработать поверхность грунта или первого снега бензальдегидом и н-гептаном, то это существенно замедлит процесс формирования глубинной изморози. Однако в настоящее время не имеется коммерческих химикатов, которые, с одной стороны, были бы экономичны и эффективны для контроля лавин, а с другой стороны, не приносили бы вреда растительному покрову и не загрязняли воды.

2.2 Действие населения при угрозе, во время и после схода лавин

Лавина характеризуется значительной разрушительной силой снега, который надвигается, возникает внезапно, двигается со скоростью свыше 10 м/с, может достигать свыше 15 метров высотой. Лавина характеризуется быстрым, внезапным движением снега и (или) льда вниз по крутым склонам гор. Основная опасность снеговой лавины проявляется в виде непосредственного ударного действия на людей и на препятствия (сооружения, здания, системы жизнеобеспечения). Факторы опасности лавин: значительное количество травм и человеческих жертв; заваливание нежной массой и разрушение домов и сооружений, потенциально опасных объектов, дорог, мостов, инженерных сооружений, систем жизнеобеспечения; уничтожение лесных массивов и значительные убытки сельскому хозяйству[1].

Действия населения при угрозе, лавины.

1. Внимательно слушайте информацию по телевизору и радиоприемнику об обстановке, рекомендации о порядке действий.

2. Сохраняйте спокойствие, предупредите соседей, окажите помощь инвалидам, детям и людям преклонного возраста.

3. Запомните, что от лавины можно спастись лишь избежав его. При наличии времени заблаговременно организовывается предупредительная эвакуация населения.

4. Подготовьте документы, одежду и соберите наиболее необходимые и ценные вещи, небольшой запас продуктов питания на несколько дней, питьевую воду, медикаменты, карманный фонарик, приемник на батарейках.

5. Выключите электро-, газо- и водоснабжение, погасите огонь в трубах.

6. Закройте плотно окна, двери, вентиляционные и прочие отверстия.

7. Вынесите из дома легковоспламеняющиеся и ядовитые вещества и по возможности спрячьте в ямах или погребах.

8. Выходите самостоятельно в безопасные места на возвышенности в случае экстренной эвакуации (маршрут эвакуации должен быть известным заранее).

9. Уважаемые путешественники, запомните эти правила: не выходите в горы в снегопад и в ненастье; изучайте перед путешествием в горы маршрут своего движения; следите в горах за изменением погоды;

10. Запомните, что наиболее опасный период схождения лавин - весна и лето, от 10-ти часов утра до заката солнца;

11. Избегайте мест возможного схода лавин (зачастую он случается при крутизне склонов свыше 300, если склон без кустарника и деревьев - при крутизне 200; а при крутизне 450 лавины сходят практически после каждого снегопада);

Действия населения в случае схождения снеговых лавин.

1. Сохраняйте спокойствие, избегайте паники, при необходимости окажите помощь инвалидам, детям, людям преклонного возраста и соседям.

2. Услышав шум снеговой лавины, которая приближается, немедленно спрячьтесь за скалу, дерево, лягте на землю, защитите руками голову, прижмите колени к животу, ориентируя свое тело по движению лавины и дышите через одежду[4].

3. Вас захватила и сносит лавина:

а) выполняйте плавательные движения и держитесь, по возможности, с края лавины, где скорость движения меньше;

б) попробуйте создать пространство вокруг лица и грудной клетки в случае остановки лавины - это поможет вашему дыханию;

в) не кричите, если вы оказались внутри лавины, снег полностью поглощает звуки, а крик и бессмысленные движения лишь лишат вас сил, кислорода и тепла;

г) не паникуйте и не позволяйте себе заснуть;

д) помните, что вас ищут и могут спасти в течение некоторого времени.

Действия населения после схождения снеговой лавины.

1. Оповестите, по возможности, о бедствии органы местных властей самого ближайшего населенного пункта, если вы очутились вне зоны схождения лавины.

2. Сохраняйте спокойствие, успокойте детей и тех, кто получил психическую травму в результате селя (лавины), оцените ситуацию.

3. Выбравшись из-под лавинного снега самостоятельно или с помощью спасателей, обследуйте свое тело, обратитесь к врачу, даже если вы считаете себя здоровым.

4. Помогите, по возможности, пострадавшим, вызовите медпомощь тем, кто в ней нуждается.

5. Помогите, при необходимости, спасателям в поиске и спасении потерпевших.

6. Сообщите своим родственникам о своем состоянии и местопребывании. Не занимайте долго телефон, а только для сообщения о серьезной опасности.

7. Убедитесь, что ваше жилье не повреждено. Осмотрите внешне состояние сетей электро-, газо- и водоснабжения. Не пользуйтесь открытым огнем, освещением, нагревательными приборами, газовыми плитами и не включайте их до того времени, пока не будете уверенны, что нет истока газа.

8. Держитесь подальше от домов, столбов электросетей, высоких заборов.

9. Не спешите с осмотром населенного пункта, не посещайте зоны разрушений, если там не нужна ваша помощь.

10. Узнайте у местных органов государственной власти и местного самоуправления адреса организаций, которые отвечают за предоставление помощи потерпевшему населению[9].

3. Методика проведения занятий по подготовке учащихся к действиям в ЧС природного характера

Планирование и проведение занятий с учащимися по организации защиты населения от последствий чрезвычайных ситуаций природного характера осуществляется в рамках освоения предмета «Основы безопасности жизнедеятельности» на ступени основного общего образования.

Образовательный процесс по данной тематике имеет следующие целевые ориентиры:

- освоение учащимися знаний о ЧС природного происхождения; о безопасном поведении человека при их возникновении;

- овладение умениями оценивать ситуации, опасные для жизни и здоровья;

- воспитание ценностного отношения к человеческой жизни;

- развитие черт личности, необходимых для безопасного поведения в случае возникновения ЧС;

- формирование навыков безопасного поведения школьников в ЧС природного характера, навыков пользования средствами коллективной защиты, правильных действий по сигналу «Внимание всем!».

Содержание занятий по ЧС природного происхождения включает в себя изучение ЧС геологического происхождения (землетрясения, вулканы, оползни), ЧС метеорологического происхождения (ураганы, бури, смерчи и т.д.), ЧС гидрологического происхождения (наводнения, сели, цунами), ЧС биологического происхождения (эпидемии, эпизоотии, эпифитотии), причин их возникновения, возможных последствий и системы защиты населения от последствий ЧС природного характера.

Организацию и проведение занятий по ЧС природного характера, выбор форм, методов и средств обучения необходимо осуществлять исходя из специфики содержания изучаемых тем, возрастных особенностей подросткового возраста.

Для достижения эффективности организации образовательного процесса необходимо:

- традиционный комбинированный урок проводить с использованием частой смены активной деятельности учащихся, большого количества иллюстративного материала;

- широко применять словесные методы обучения - рассказ, объяснение, беседу в сочетании с видеопоказом, демонстрацией, практической и самостоятельной работой учащихся со средствами обучения;

- предпочтение отдавать частично-поисковым, исследовательским методам обучения, стимулирующим познавательный интерес к предмету, творческую активность, самостоятельность, развитие общеучебных (работа с текстом, анализ, синтез, обобщение, классификация, рефлексия) и специальных умений и навыков (соблюдать нормы безопасного поведения в повседневной жизни, не допускать возникновения опасной ситуации, при возникновении - правильно действовать);

- объяснение нового материала осуществлять с опорой на имеющийся опыт и знания учащихся по рассматриваемым вопросам, актуализируя полученные ранее знания для их углубления, расширения и систематизации;

- закрепление теоретических знаний и развитие умений и навыков обеспечения личной безопасности в повседневной жизни осуществлять в нетрадиционных формах - при проведении экскурсий, сюжетных и ролевых игр, посредством решения ситуационных задач, проведения соревнований, презентаций, учебных проектов и т.д.;

- домашнее задание формировать не с позиций «прочитать…выучить…рассказать», а посредством включения учащихся в творческое решение учебных и практических задач, связанных с повседневной жизнью (решение ситуационных задач, составление кроссвордов, моделей, алгоритмов действий; выполнение творческих работ и т.д.);

- использовать внеурочное время для закрепления учебного материала по обеспечению безопасности при подготовке и участии обучаемых во Всероссийском детско-юношеском движении «Школа безопасности», в работе различных кружков, секций и клубов, в туристических походах, слетах и соревнованиях.

Специфика содержания тем обусловлена широтой их представления в СМИ, литературе, научно-популярных изданиях, Интернет-ресурсах. Вследствие данного обстоятельства педагогу необходимо как можно реже прибегать к методам устного изложения материала, используя частично-поисковые, исследовательские методы обучения. При использовании метода рассказа и объяснения желательно применять наглядные методы обучения не в качестве иллюстрации сказанного, а на основе проблемного изложения, стимулирующего развитие способностей учащихся анализировать, сравнивать, классифицировать явления, устанавливать причинно-следственные связи происходящих событий, творческого решения учебной задачи.

Организацию и проведение занятий необходимо осуществлять на основе сотрудничества педагога и учащихся, учащихся друг с другом. Необходимыми компонентами сотрудничества при обучении являются позитивная взаимозависимость, личное взаимодействие, личная и групповая ответственность и межличностные навыки. Самым эффективным способом обучения на основе сотрудничества является структурированная групповая работа.

Другим вариантом проведения занятий является соревновательный тип. Соревновательное обучение воспитывает концентрацию, целеустремленность в достижении результата, самоуважение, качества лидера-командира у победителя, в то время как проигравшие получают мотивацию быть похожим и равняться на лучших.

В целях достижения качества и эффективности занятий по ЧС природного характера необходимо использовать разнообразные организационные формы работы: интегрированные т бинарные уроки: ОБЖ-история, ОБЖ-литература, ОБЖ-география и другие.

В соответствии с психофизиологическими особенностями подросткового возраста диагностические задания для подростков должны быть увлекательными по форме и творческими по содержанию. Педагогу необходимо минимизировать практики устного опроса, аттестацию учащихся осуществлять на основе применения разнообразных методов контроля - наблюдения за учащимися во время проведения самостоятельных и практических работ, использования контент-анализа творческих продуктов учащихся (рефератов, мини-сочинений, проектов, исследовательских работ), применения тестирования.

Заключение

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.

...