Виды косвенного ущерба

наносимого наводнением различным  отраслям народного хозяйства.

Различают прямой и косвенный ущерб  от наводнений. К видам прямого  ущерба, например, относятся: повреждение  и разрушение жилых и производственных зданий, железных и автомобильных дорог, линий электропередач и связи, мелиоративных систем и пр.;

гибель скота и урожая сельскохозяйственных культур; уничтожение и порча  сырья, топлива, продуктов питания, кормов, удобрений и пр.;

затраты на временную эвакуацию  населения и материальных ценностей  в незатопляемые места;

смыв плодородного слоя почвы и  занесение почвы песком и илом.

Виды косвенного ущерба:

затраты на приобретение и доставку в пострадавшие районы продуктов  питания, строительных материалов, кормов для скота;

сокращение выработки продукции  и замедление темпов развития народного хозяйства;

ухудшение условий жизни населения; невозможность рационального использования  территории; увеличение амортизационных  расходов на содержание зданий в нормальном состоянии.

Часто косвенный ущерб превышает  прямой. Наводнения иногда сопровождаются пожарами — вследствие обрывов и короткого замыкания электрических кабелей и проводов. Зданйя, периодически попадающие в зону затопления, теряют капитальность:

повреждается гнилью дерево, отваливается штукатурка, выпадают кирпичи, подвергаются коррозии металлические конструкции и пр., а главное, из-за разжижения и размыва грунта под фундаментом происходит неравномерная осадка зданий и, как следствие, появляются трещины.

При подтоплении города из-за неравномерной  осадки грунта происходят частые разрывы канализационных и водопроводных труб, электрических, телевизионных и телеграфных кабелей и т. п.

Для городов и населенных пунктов  существуют понятия «подтопление» и «затопление». При подтоплении вода проникает в подвальные помещения через канализацию (если она имеет входы в реку), по разного рода засыпанным канавам и траншеям (в них заложены тепловые, водопроводные и иные сети) или из-за под- 128 

а б

Рис. 5.1. Расчетная схема сечения  реки:

треугольное сечение (а); трапецеидальное сечение (б):

а₀ — ширина дна реки; 6₀, Ь — ширина реки до и во время наводнения; Л₀, Л — глубина реки до и во время наводнения; /г, — глубина затопления; Л_ц — высота места; т,п — углы наклона берегов реки

 

пора грунтовых вод. В случае же затопления местность покрывается слоем воды той или иной высоты.

При прогнозировании последствий  наводнений схематически сечение русла  реки можно представить либо треугольным  сечением

(рис. 5.1, а), либо сечением трапецеидального  вида (рис. 5.1, б)._ Ж

Расход воды в реке до наступления наводнения (паводка) Q₀, м³/с, равен

Qo= V₀S₀, (5.19)

где V₀ — скорость воды в реке до наступления паводка, м/с; S₀ — площадь сечения русла реки до паводка, м , равная:

S₀ = 0,5b₀h₀ — для треугольного сечения; (5.20)

S₀ = 0,5(й₀ + b₀)h₀ — для трапецеидального сечения. (5.21)

Расход воды после выпадения  осадков (таяния снега) и наступления половодья (паводка) Q_max, м³/с, равен

Qmax = Qo + ^А6, (5.22)

где /— интенсивность осадков (таяния снега), мм/ч; F — площадь выпадения осадков (таяния снега), км .

Высота подъема воды в реке при  прохождении паводка h, м, определяется из выражения а) для треугольного сечения

129

20 h^sn ?^/8 h= ~^h°'> (5.23)

9-3199 
 

б) для трапецеидального сечения

_A_f2Q_m3J(^o-^o)/(ctgm+ctg«)]^5/3l^3/8 (b₀-a₀).

1 b₀V₀ J (ctgw+ctgw)'

Максимальная скорость потока воды при прохождении паводка F_max, м/с, равна

^max 2max / *Япах> (5.25)

где S_max — площадь Поперечного сечения потока при прохождении паводка, м . определяемая по формулам (5.20) и (5.21), в которые вместо А₀ подставляется h, а вместо Ь₀ подставляется Ь.

Поражающее действие паводка определяется глубиной затопления /г₃, м:

h₃ = h-h₀-h_M, (5.26)

и максимальной скоростью потока затопления V₃, м/с:

Гз=^тах/ (5-27)

Параметр удаленности объекта  от русла реки /определяется по табл. 5.9

Таблица 5.9

Значения параметра /

Л, / h	Сечение русла
	прямоугольное	трапецеидальное	треугольное
0,1	0,2	0,23	0.3
0.2	0,38	0,43	0.5
. 0,4	0,60	0,64	0,72
0,6	0,76	0,84	0,96
0,8	0,92	1,05	1,18
1,0	1,12	1,2	1,32 '

 

Поражающее действие волны затопления паводка аналогично поражающему действию волны прорыва и может быть оценено по I табл. 5.45.

В отличие от волны прорыва наводнение и паводок оказывают более  продолжительное действие, усугубляющее первоначальное Vчразрушающее воздействие  напорной волны (табл. 5.10).

Таблица 5.10

Доля поврежденных объектов (%) на затопленных  площадях при крупных наводнениях (У₃ = 3 — 4 м/с)

Объект	Время затопления, ч
	1	2	3	4	24	4В
Затопление подвалов	10 '	15	40	60	85	90
Нарушен ие дорожного движения	15	30	60	75	95	100

 

Продолжение табл. 5.10

Объект	Время затопления, ч
	1	2	3	4	24	48
Разрушение уличных мостовых	—	—	3	6	30	5
Смыв деревянных домов	—	7	70	90	100	100
Разрушение кирпичных зданий	—	—	10	40	50	60
Прекращение электропитания	75	90	90	100	100	100
Прекращение телефонной связи	75	85	100	100	100	100
Повреждение систем газо- и теплоснабжения	—	—	7	10	30	70
Гибель урожая	—		■ —	—	3	8

Примечание. При V₃= 1,5-2,5 м/с приведенные в таблице значения необходийо умножить на 0,6; при У₂ - 4,5 - 5,5 м/с -- умножить на 1,4.

 

Пример 4. Определить последствия наводнения, вызванного таянием снега в пойме  реки, для населенного пункта, состоящего из деревянных и кирпичных малоэтажных домов и производственных зданий деревообрабатывающего комбината (ДОК). Интенсивность таяния снега/= 75 мм/ч, площадь поймы реки F— 300 км², ширина реки Ь_а = 100 м, глубина Л₀ = Зм, скорость течения К₀ = 2 м/с, русло реки в сечении имеет форму трапеции с шириной дна а₀ = 80 м, высота места (города и ДОК) Л_м = 2 м.

Решение.

1. Определим расход воды в реке до наступления наводнения Q₀ с использованием формул (5.19) и (5.21)

<2о = 2 • 0,5(100 + 80) • 3 = 540 (м³/с).

2. Расход воды послетаяния снега и наступления половодья <2_тахопределим по формуле (5.22)

Q_max = 540 + 75 ■ 300/3,6 = 6790 (м³/с).

3. Высота подъема воды в реке при прохождении наводнения находится по формуле (5.24)

|2-6790Е( 100-80)/033 ₊ 333)]У-^ __(1QQ__{8Q)7+ 333) = 66g (м)}

Здесь ctgт = ctgп = (£>„ - a₀)/(2h₀) = (100 - 80)/(2 • 3) = 3,33.

4. Максимальную скорость потока воды при прохождении половодья К_тах определим по формуле (5.25)

К_тах = 6790/683 = 9,9 (м/с).

Здесь 5_тах (м²) определяется по формуле (5.21), в которой вместо Ь₀= 80 м подставлено значение b = а₀ + 2/ictgm = 80 + 2 ■ 6,68 • 3,33 = 124,5 (м).

5_тах = О,5(о₀ + Ь)И = 0,5(80 + 124,5)6,68 = 683 (м²).

5. Глубина затопления Л₃ по формуле (5.26) равна

А, = 6,68-3-2* 1,7 (м).

6. Максимальную скорость потока затопления К, определим по формуле (5.27). При hjh = 0,25 для трапецеидального сечения русла значение параметра/, найденное методом интерполяции по данным табл. 5.9, составляет 0,44:

К= 9,9 -0,44 = 4,3 (м/с).

7. Долю поврежденных объектов на затопленных площадях определим по табл. 5.10. В течение суток 85% подвалов будет затоплено, на 30% разрушены уличные мостовые, 50% кирпичных зданий будут иметь различные степени разрушения. Прекратится подача электроэнергии, на 30% будут разрушены системы газо- и теплоснабжения.
8. По табл. 5.45 определим, что при скорости затопления V₃ = 4,3 м/с и глубине затопления Л₃ = 1,7 м сильные повреждения могут получить деревянные и кирпич-

■ ные малоэтажные дома. Производственные здания — среднюю степень разрушения.

Прогнозирование и оценка обстановки при селях. Сель — это стремительный поток большой разрушительной силы, состоящий из смеси воды и рыхлообломочных пород, внезапно возникающий в бассейнах небольших горных рек в результате интенсивных дождей или бурного таяния снега, а также прорыва завалов и морен.

Селевые явления в горах Российской Федерации распространены практически повсеместно. Площадь селеопасных территорий составляет около от общей площади страны. В горах умеренного климатического пояса, преимущественно, проявляются дождевые сели, на северё, в пределах субарктического и арктического поясов — снеговые сели (водоснежные потоки).

Наиболее активно селевые процессы развиваются в высокогорьях Северного Кавказа, в горах Байкальской рифтовой зоны и в районах современного вулканизма на Камчатке, Курилах и Сахалине. На Северном Кавказе формируются дождевые и ледниковые сели; большая часть случаев их схода приходится на июль—август. Средняя повторяемость дождевых селей составляет один раз в 10—12 лет, ледниковых — в 15—20 лет. По объему выносов на Западном Кавказе преобладают мелкие, на Восточном — средние, на \ Центральном, наиболее высоко поднятом и несущим современное оледенение, — средние и крупные. Максимальный наблюденный объем выноса составил 3 млн м³ (р. Адырсу, 1940).

Сели — это один из генетических типов экзогенных геологических процессов, занимающий промежуточное положение между | юбычными паводками с небольшим содержанием взвешенных и влекомых наносов, с одной стороны, и оползнями-потоками — с другой. 132 .

Сели представляют собой внезапные  горные потоки, обильно насыщенные твердым материалом, возникающие  во время ливневых дождей, при интенсивном таянии снега, а также при прорыве запруд и плотин в долинах рек, где имеются большие запасы рых- лообломочного материала. Для формирования селевых потоков необходимо наличие:

а) рыхлых или слабосвязных горных пород в руслах водотоков;

б) воды в количестве и со скоростью движения, достаточных для вовлечения этих пород в движение с образованием повышенной концентрации наносов.

Твердая составляющая по своему гранулометрическому  составу может быть очень неоднородна — от мельчайших глинистых частиц до крупных глыб объемом до 2 м³ и более.

Речные бассейны, в которых наблюдается  прохождение селевых потоков, называются селевыми. В селевом бассейне различают три основные зоны: а) формирования селей; б) транзита селей;, в) затухания селей (конусы выноса). j

Зона формирования селей — часть  бассейна, где находятся очаги  их зарождения. Она, как правило, занимает верхнюю часть бассейна. В ней  происходит зарождение и формирование селевого потока. В очаге зарождения поток приобретает все особенности, присущие селю. В зоне формирования продолжаются дальнейшие изменения насыщенности селевого потока твердой составляющей, его гранулометрического состава, характера движения.

Транзитная зона — часть бассейна (русла), где происходит движение уже  сформировавшегося селевого потока без существенных изменений в его составе и режиме. Однако на отдельных участках может происходить некоторая трансформация селевого потока, за счет дополнительного поступления воды и рыхлообло- мочного материала из притоков или размыва берегов русла. Если селевой поток в транзитной зоне претерпевает существенные изменения в своем составе или режиме движения, то в ней выделяются участки вторичного переформирования. Среди них могут i быть выделены участки временного затухания, подпитывания твердым материалом, разубоживания за счет поступления большого количества воды.

Зона затухания или разгрузки  обычно представлена в виде конусов выноса, где происходит отложение твердого материала селевого потока. Эта зона может иметь и другие формы в зависимости от рельефа либо отсутствовать совсем, если селевой поток разгру-, жается в крупный водоток.

Наибольший интерес для решения  практических задач представляют следующие классификации: генетическая очагов зарождения селей, по гранулометрическому составу твердой составляющей, по состоянию воды в селевом потоке, по характеру движения селевого потока.

Классификация по генетическим особенностям очагов зарождения отражает наиболее общие закономерности формирования селей. По гидрологическим особенностям формирования селей выделены следующие основные группы очагов, связанные: а) со скоплением рыхлообломочного материала в руслах временных и малых водотоков; б) с подпруживанием рек; в) с деятельностью современных ледников; г) с деятельностью вулканов.