Мероприятия по борьбе с селями и лавинами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Мероприятия по борьбе с селевыми потоками

1.1 Определение и потенциальная угроза от селевых потоков

сель лавина инженерный

Сель (селевый поток) - бурный грязевый или грязекаменный поток, состоящий из смеси воды и обломков горных пород (до 50-60% объема потока), внезапно возникающий в бассейнах небольших горных рек и сухих логов. Непосредственными причинами зарождения селей служат ливни, интенсивное таяние снега, прорыв водоемов, реже землетрясения, извержения вулканов.

Характеризуется резким подъемом уровня воды, волновым движением, кратковременностью действия (в среднем от одного до трех часов), значительным эрозионно-аккумулятивным разрушительным эффектом.

При движении сель представляет собой сплошной поток грязи, камней и воды. Крутой передний фронт селевой волны высотой от 5 до 15 м образует «голову» селя. Максимальная высота вала водогрязевого потока иногда достигает 25 м.

Селевые потоки создают угрозу населенным пунктам, железным и автомобильным дорогам и другим сооружениям, находящимся на их пути.

Классификация селей

В зависимости от состава селевой массы такие потоки можно разделить на три вида: водокаменные, водогрязевые и водогрязекаменные.

· Водокаменные потоки образуются в горных ущельях и долинах, сложных из слабо разращенных трещиноватых пород при малом количестве грунтов, поэтому они состоят в основном из смеси воды и камня с незначительным количеством ила, песка, леса.

· Водогрязевые потоки состоят из вязкой густой массы и образуются при смыве водой с горных склонов песчаных, глинистых и лессовых грунтов.

· Водогрязекаменные селевые потоки содержат взвешенные в воде мягкие грунты и камни. Селевой поток представляет собой сложную массу, где вода, мягкая груда, щебень и камни находятся в определенной взаимосвязи между собой, при движении он почти не растекается, а движется практически как твердое тело, сохраняя прямолинейность.

Классификация по мощности (по перенесенной твердой массе):

· Мощные (сильной мощности), с выносом более 100 тыс. м3 материалов. Бывают один раз в 5-10 лет.

· Средней мощности, с выносом от 10 до 100 тыс. м3 материалов. Бывают один раз в 2-3 года.

· Слабой мощности (маломощные), с выносом менее 10 тыс. м3 материалов. Бывают ежегодно, иногда несколько раз в году.

Классификация селевых бассейнов по повторяемости селей характеризует интенсивность развития или его селеактивность. По частоте схода селей можно выделить три группы селевых бассейнов:

· высокой селевой активности (с повторяемостью один раз в 3-5 лег и чаще);

· средней селевой активности (с повторяемостью один раз в 6-15 лет);

· низкой селевой активности (с повторяемостью один раз в 16 лет и реже).

Классифицируются сели также и по их воздействию на сооружения:

· Маломощный - небольшие размывы, частичная забивка отверстий водопропускных сооружений.

· Среднемощный - сильные размывы, полная забивка отверстий, повреждение и снос бесфундаментных строений.

· Мощный - большая разрушительная сила, снос мостовых ферм, разрушение опор мостов, каменных строений, дорог.

· Катастрофический - полное разрушение строений, участков дорог вместе с полотном и сооружениями, погребение сооружений под наносами.

Причины возникновения.

Селевые потоки возникают при одновременном выполнении трех условий:

· Наличие на склонах бассейна достаточного количества продуктов разрушения горных пород;

· наличие нужного объема воды для смыва или сноса со склонов рыхлого твердого материала и последующего его перемещения по руслам;

· наличие крутого уклона склонов и водотока.

В последние годы к естественным причинам формирования селей добавились техногенные факторы, нарушение правил и норм работы горнодобывающих предприятий, взрывы при прокладке дорог и строительстве других сооружений, порубки леса, неправильное ведение сельскохозяйственных работ и нарушение почвенно-растительного покрова.

Места возникновения и опасность селей.

Потенциальный селевой очаг - участок селевого русла или селевого бассейна, имеющий значительное количество рыхлообломочного грунта или условий для его накопления, где при определенных условиях обводнения зарождаются сели. Наиболее грозными по своему разрушительному воздействию являются высокогорные сели, несущие лед, снег, продукты выветривания горных пород. Селевые потоки характеризуются сильным воздействием потока на его русло. Размыв и намыв отдельных участков русла во время селя происходит черезвычайно быстро, непрерывно изменяя форму, а нередко и само направления потока. Небольшая продолжительность селевых потоков, измеряется обычно несколькими часами, внезапность их возникновения, огромная разрушающая сила крайне затрудняет изучение и установление их динамических характеристик.

1.2 Профилактические меры против селевых потоков

К профилактическим относят меры, предупреждающие формирование селей или ослабляющие их действие в самом начале развития. В перечень этих мер входят:

· прекращение вырубки лесов на селеопасных горных склонах,

· лесонасаждения и посадка кустарников,

· ограничение выпаса скота,

· заблаговременные спуски существующих водоемов (моренных и ледниковых озер),

· террасирование горных склонов,

· регулирование поверхностного стока,

· и другие лесомелиоративные и агротехнические мероприятия.

1.3 Инженерные меры против селевых потоков

Для инженерной защиты территории, зданий и сооружений от селевых потоков применяют селезадерживающие, селепропускные, селенаправляющие и стабилизирующие сооружения и мероприятия (СНиП 22-02-2003).

Их проектируют и возводят для задержания селевого потока в верхнем бьефе и для образования селехранилищ, пропуска селевых потоков через объект или в обход него, направления селевого потока через объект или в обход него, направления селевого потока в селепропускное сооружение, прекращения движения селевого потока или его ослабления (каскад запруд, подпорные стенки, дренажные устройства и др.).

Гидротехнические мероприятия проводят с помощью воздействия на сформировавшийся селевой поток, так как противоэрозионные мероприятия, осуществляемые на склонах, не всегда являются эффективными и не могут задержать весь поверхностный поток.

Для защиты от руслового селевого потока применяют русловые гидротехнические сооружения, которые по характеру воздействия на селевой поток подразделяются на селезадерживающие, селепропускные, селеотбойные и селетрансформирующие. Эти сооружения могут решать несколько задач, в частности, задержание селевых наносов выше защитного объекта, отведение или пропуск потока через защищаемый объект, стабилизацию и защиту русла от размыва, а также защиту сооружения от ударного воздействия потока.

Селезадерживающие сооружения - это плотины, запруди, селеуловители. В борьбе с селевыми потоками находят широкое применение селезадерживающие плотины, которые способам задерживать большие объемы селемассы.

Запруды, которые устраивают из камня, бетона, железобетона, металла в виде глухих или решетчатых конструкций, перегораживающих русло реки, могут размещаться одиночно и группами на отдельных участках или по всему руслу.

Основное назначение запруд - создание нового более пологого, равнинного уклона русла, чем естественный. В результате скорости селевого потока снижаются, и разрушение русла прекращается, так как его энергия теряется при ударе о запруду. При полном заполнении пазух запруд их можно нарастить, создав, таким образом, дополнительную емкость.

Селеулавливатели применяют в виде котлованов и бассейнов, закладываемых на пути движения потоков.

Для освобождения потока от наносов, что особенно важно в тех случаях, когда сель переносит крупные валуны, копают котлованы больших размеров, называемые наносоуловителями. Проходя через такой наносоуловитель, поток откладывает переносимые им камни и движется дальше, лишенный наиболее грозных средств разрушения.

Селеуловители-котлованы, расположенные террасами

Противоселевые барражи (запруды)

а - каскад барражей; б - поперечное сечение барража по Г.Д. Рождественскому

Селепропускные сооружения включают селеспуски и селеотводы. Первые служат для переброски селей через дороги, канавы, нефтегазопроводы и др. Селеотводящие сооружения отводят селевой поток от города или населенного пункта и представляют собой подпорные стенки, дамбы и пр.

Можно также пропустить селевый поток над дорогой, построив для этого селеду к (рис. 48). По арке из камня или из бетона прокладывают каменный или железобетонный лоток, имеющий достаточную ширину и уклон, благодаря чему грязекаменный поток проносится по нему, не задерживаясь. У входа на лоток селедука устраивают две косые направляющие стенки - входные крылья, которые собирают поток и не дают ему растекаться в стороны.

система запруд,

Селевый поток можно также отвести в сторону от защищаемого объекта, если поблизости имеется подходящее для этого русло. С этой целью прокладывают отводной канал или строят о тводную дамбу. Ударяясь в такую дамбу, селевый поток изменяет направление и уходит в новое русло.

Селеотбойные сооружения (полузапруда, шпоры) устраивают для защиты дна и берегов русл от размывов или защиты каких-либо сооружений, расположенных вдоль реки. Такие сооружения устраивают под углом к оси потока (10-20⁰). Один в их конец заделывают в защищаемый берег и изготовляют из камня, железобетона, металла и др. материалов.

Селетрансформирующие меры. Селевый поток можно также отвести в сторону от защищаемого объекта, если поблизости имеется подходящее для этого русло. С этой целью прокладывают отводной канал или строят отводную дамбу. Ударяясь в такую дамбу, селевый поток изменяет направление и уходит в новое русло.

2. Мероприятия по борьбе с лавинами

2.1 Определение и потенциальная угроза от лавин

Лавина - это снежный обвал - масса снега, падающая или сползающая с горных склонов под влиянием какого-либо воздействия и увлекающая на своем пути новые массы снега.

Опасность лавины заключается в большой кинетической энергии лавинной массы, обладающей большой разрушительной силой.

Типы лавин по причине возникновения:

· Лавины из сухого свежевыпавшего снега - во время снегопада формируется слой свежевыпавшего снега, состоящий из снежных кристаллов, образованных в атмосфере, плотностью 50-200 кг/м3. Устойчивость такого снега на склоне зависит от скорости прироста его высоты и силы сцепления с почвой или от контакта раннее отложившимся снегом.

· Лавины метелевого снега - образуются путем перераспределения снежного покрова в результате метелевого переноса снега. Переносимый ветром снег отлагается в отрицательных формах рельефа и на подветренных склонах. Скорость формирования слоя метелевого снега на склоне зависит от направления и интенсивности снегопереноса и профиля земной поверхности.

· Лавины вызванные метаморфизмом (изменения форм, размеров, количества кристаллов льда и связей между ними) - образуются в результате перекристаллизации снега, определяющей появление разрыхленных слоев и прослоек в снежном покрове.

· Лавины температурного сокращения снега - связаны с напряжениями, возникающими в результате изменения линейных размеров снежного поля под воздействием изменения температуры.

· Инсоляционные лавины - образуются в результате поглощения солнечной энергии снежным покровом. Объемы и скорость таких лавин невелики.

· Адвекционные лавины - образуются в результате адвекции (прихода) теплых и влажных масс воздуха. Талая и дождевая вода, просачиваясь в снежный покров, разрушает связи слоев в результате таяния снега в контактных и припочвенных зонах (фото)

· Смешаные (Адвекционно-инсоляционные) лавины - возникают, когда таяние снежного покрова обусловлено повышением температуры воздуха в результате адвекции (прихода) теплых и влажных масс воздуха в сочетании с проникновением солнечной энергии в снежную толщу.

Причины образования лавин

· Одной из побудительных причин лавины может быть землетрясение.

· Непродуманное 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.

2.2 Профилактические меры против лавин

- Прогноз лавинной опасности

- Разные профилактические мероприятия, которые делятся на 2 группы: пассивные и активные.

Пассивные способы состоят в посадках и восстановлении леса и др.

Активные методы заключаются в искусственном провоцировании схода лавины в заранее выбранное время и при соблюдении мер безопасности. С этой целью производится обстрел головных частей потенциальных срывов лавины разрывными снарядами или минами, организуются взрывы направленного действия, используются сильные источники звука.

- Кардинальным решением для предотвращения ущерба от лавин является запрещение строительства и размещения людей в лавиноопасных районах

2.3 Инженерные меры против лавин

- в основном, они заключаются в использовании опорных сооружений, дамб, лавинорезов, надолбов, снегозадерживающих щитов.

- архитектурные решения. В Альпах и на Кавказе жители гор с давних пор врезали заднюю стену дома в крутой склон, а крышу сооружали плоской, с тем чтобы беспрепятственно пропустить лавину (рис. 9).

Отсюда было недалеко и до следующего шага - сам дом строился так, что стена, обращенная к склону, конструировалась в виде утюга, заостренный конец которого встречал и рассекал лавину на две части, скользящие вдоль стенок «утюга», не причиняя вреда зданию. Классический пример такой защиты здания - церковь Богородицы в Давосе (рис. 10).

Эта система и сейчас используется в практике противолавинного строительства, но уже в современной манере и из новых строительных материалов. Она часто применяется для отдельно стоящих объектов - особенно линий связи и электропередачи (рис. 11).

- лавин устанавливают специальные снеговыдувающие щиты, которые по-немецки называют «кольктафели», что переводится как «выдувающая доска». Кольктафель - это один щит трапециевидной или треугольной формы или два таких щита, совмещенных перпендикулярно друг другу так, что в плане они имеют форму креста (рис. 13).

При защите от лавин самые надежные решения возможны только при сочетании нескольких типов противолавинных сооружений, а вот как это сделать - подсказывают местные географические особенности района, в котором намечается строительство, и хорошее знание характера местных лавин и снежного покрова (рис. 14).

Размещено на Allbest.ru