К обоснованию выбора долгосрочных мероприятий по защите от наводнения

Размещено на http://www.allbest.ru/

К обоснованию выбора долгосрочных мероприятий по защите от наводнения

Д.И. Перепелица

Наводнения до сих пор являются одним из самых опасных стихийных бедствий. Несмотря на предпринимаемые усилия, ежегодный ущерб от наводнений по всему миру достигает 34,5 млрд. дол. США. Наводнения ежегодно уносят жизни 22 тысяч человек по всему земному шару. На территории России средний ежегодный ущерб от наводнений достигает 1,1-1,2 млрд. дол. США.

Мероприятия защиты от наводнений достаточно разнообразны и включают в себя и создание прогнозов, и меры по оповещению и эвакуации населения из опасной территории и т.д. В своем исследовании мы остановились на долгосрочных мерах направленных на снижения негативного воздействия вод. В общем случае эти мероприятия могут быть представлены в виде следующей схемы (рис.1).

Рис. 1. Схема возможных мероприятий по защите территории от затопления

В общем случае практически любой комплекс мероприятий по предотвращению затопления объектов расположенных на потенциально опасных территориях сводится, в конечном счете, к обеспечению с заданной степенью надежности выполнения неравенства:

Где - абсолютные отметки оснований защищаемых объектов расположенных на потенциально опасной территории;

- высота ограждающих защитных дамб;

% - расход заданной расчетной обеспеченности p;

i - уклон водной поверхности реки в период пропуска расходов заданной обеспеченности;

n - эффективный коэффициент шероховатости русла;

г - морфометрический коэффициент зависимости (F - площадь поперечного сечения русла, h - средняя глубина русла).

Данное неравенство позволяет достаточно удобно на генетической основе проанализировать возможные мероприятия по предотвращению затопления объектов расположенных на потенциально опасных территориях.

Анализ неравенства (1) позволяет следующие мероприятия:

1. увеличение h г абс - перенос жилых зданий и объектов экономики на более защищенные участки рельефа;

2. строительство, наращивание ограждающих дамб существенно сказывается на величину второго члена в левой части рассматриваемого неравенства;

3. улучшение h дно абс - достигается проведением дноуглубительных работ на рассматриваемом участке русла;

4. если объем половодья или дождевого паводка определяется естественными, природными факторами, то снижение максимальных расходов возможно перераспределением во времени путем «задержания» стока на водосборе. Задержки в первую очередь путем создания каскадов прудов и водохранилищ, проведению специального комплекса водоудерживающих мероприятий непосредственно на водосборе;

5. снижение эффективного гидравлического сопротивления русла (n), увеличение его пропускной способности достигается, в первую очередь, путем расчистки русла;

6. спрямление русла приводит к увеличению гидравлических уклонов (i) водной поверхности и соответственно к увеличению пропускной способности;

Основной проблемой при разработке мероприятий по снижению вредного воздействия наводнений являются местные условия, которые могут в значительной степени ограничивать применение отдельных мероприятий. Это можно продемонстрировать на конкретных примерах.

Город Кунгур - реки Сылва, Ирень, Шаква. Город располагается в месте слияния р. Сылва и 2-х ее крупных притоков, многократно подвергался наводнениям. После крупного наводнения 1964 года было построено около 30 км дамб выведенные на отметку 120м абс. Еще дважды в прошлом веке (в 1979 и 1994 годах) наблюдался уровень близкий к отметке гребня дамб. Проведенные расчеты показали, что высота дамб является недостаточной, и для пропусков половодий 1% обеспеченности необходимо, чтобы гребень дамб был поднят на высоту в 122 м абс. Но в настоящее время выполнить эти условия не представляется возможным вследствие того, что жилая застройка и частная территория подходит вплотную к телу дамб. Поэтому расширение основания дамб и поднятие их гребня невозможно. Постройка крупного водохранилища вблизи от города с целью перехвата стока половодий также не рационально, т.к. водохранилище должно быть достаточно большим (объемом 1км3) и займет большую площадь ценных сельхозугодий. Кроме того, это сильно закарстованный район и сооружение крупных напорных гидроузлов здесь нецелесообразно [2].

Основным мероприятием, которое позволит снизить уровень воды в период половодья является проведение дноуглубительных работ. Проведенное моделирование на имитационной гидродинамической модели показало, что снижение отметок русла на участке р. Сылва от устья р. Ирень до устья р. Бабка на 1,5м позволит дамбам функционировать без перелива при прохождение расходов воды половодья 1% обеспеченности. Полностью решить проблему наводнений в г. Кунгуре можно только проведя дноуглубительные работы в черте города. Там достаточно понизить отметки дна на 1 м для того, чтобы дамбы работали при половодье в нормальном режиме. эвакуация опасный дноуглубительный половодье

Город Стерлитамак - р. Белая. Город располагается в пойме реки Белая. Периодически испытывает угрозу затопления. Для защиты от наводнения были созданы два водохранилища: Нугушское - на р. Нугуш (самый крупный приток р. Белая) и Юмагузинское - на р. Белая в 100 км выше по течению [3]. В ходе проведенного анализа было установлено, что емкости созданных водохранилищ недостаточно для перехвата стока половодья 1% обеспеченности. Дополнительные сложности создает большая незарегулированная боковая приточность (до 30% от стока половодья в створе г. Стерлитамак). Основная часть боковых притоков небольшие (площадь водосбора менее 500км2). После проведения компьютерного моделирования рассматриваемого участка было установлено, что оптимальным решением проблемы наводнений является расширение сети прудов (объемом не более 1 млн м3) на боковых притоках и создание программы работы прудов в период половодья. Это позволит снизить боковую приточность и в свою очередь снизить нагрузку на водохранилища.

Как показывает практика, основные мероприятия по снижению ущербов от наводнений приходится разрабатывать для конкретных условий с очень жесткими местными ограничениями. Поэтому, зачастую, приходится комбинировать различные мероприятия между собой. В этих условиях применение предложенной формулы является оптимальным для разработки комплекса мероприятий. Фиксируя определенные значения мы можем анализировать в каких приделах будут меняться остальные данные и исходя из этого можно принять наиболее целесообразное решение.

Список литературы

1. Лепихин А.П. К проблеме планирования мероприятий по защите территорий от наводнений / А.П. Лепихин, Д.И. Перепелица // ЭКВАТЭК - 2006: сб. докл. 7-го междунар. конгр. - М., 2006. - Ч. 1. - С. 363-365.

2. Лепихин А.П. Анализ и обоснование возможных схем защиты г. Кунгура от наводнений / А.П. Лепихин, Д.И. Перепелица // Водное хозяйство России. Проблемы, технологии, управление. - 2007. - № 2. - С.80-93.

3. Перепелица Д.И. Эхолотная съемка р. Белая для эффективного решения задач перераспределения стока / Перепелица Д.И., Ляхин Ю.С. // Чистая вода Башкортостана - 2008: материалы межрегион. науч.-практ. конф. - Уфа, 2008. - С. 180-185.

Размещено на Allbest.ru