Дипломная работа на тему: Совершенствование алгоритма действий органов управления РСЧС при угрозе возникновения ледовых заторов (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ

И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ

АКАДЕМИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ

Кафедра защиты населения и территорий УНК ГЗ

К защите

Начальник кафедры ЗНиТ

кандидат военных наук

_______________

«___»_____________2014 год

Дипломная работа

На тему: Совершенствование алгоритма действий органов управления РСЧС при угрозе возникновения ледовых заторов___________________________________

Выполнил: , слушатель 5-го курса, 2509

(Ф. И.О., курс, учебная группа)

Руководитель старший преподаватель кафедры защиты населения и__________ территорий УНК ГЗ __________________________

Консультанты__________________________________________________________________

(ученая степень, ученое звание, должность, Ф. И.О.)

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Рецензенты____________________________________________________________________

(ученая степень, ученое звание, должность, Ф. И.О.)

________________________________________________________________________________

Дата защиты «___»____________2014 г. Оценка ____________________

МОСКВА – 2014 г.

СОДЕРЖАНИЕ	Стр.
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………....	4
I.	АНАЛИЗ УСЛОВИЙ И ПРИЧИН ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЛЕДОВЫХ ЗАТОРОВ НА РЕКАХ…………………………………………………….	6
	1.1. Краткая географическая и социально-экономическая характеристика Республики Марий Эл. ………………………………..	6
	1.2. Понятие о заторах льда на реках. …………………………………..	7
	1.3. Характеристика, условия, причины и факторы образования заторов льда на реках. …………………………………………………..	7
	1.4. Классификация заторов льда. ………………………………………	10
	1.5. Процесс формирования, структура и возможные места образования заторов. ……………………………………………………..	14
	1.6. Распространенность заторов по территории России. ……………..	17
	1.7. Последствия опасных заторных явлений. ………………………….	18
	ВЫВОДЫ по главе………………………………………………………...	19
II.	МЕТОДЫ ИСКУССТВЕННОГО ОСЛАБЛЕНИЯ ЛЬДА………………	20
	2.1. Предупредительные мероприятия по борьбе с заторами и основные принципы их поведения……………………………………….	20
	2.2. Способы ликвидации образования заторов…………………………	22
	2.2.1. Использование солнечной радиации……………………………	24
	2.2.2.Химический метод разрушения ледяного покрова……………..	26
	2.2.3. Использование ледорезных машин……………………………...	27
	2.2.4. Применение ледоколов…………………………………………...	29
	2.2.5. Образование искусственных заторов льда……………………..	30
	2.2.6.Применение выправительных работ для предупреждения заторов……………………………………………………………………...	31
	2.2.7.Применение взрывных методов для предупреждения и ликвидации заторов………………………………………………………..	32
	2.2.8.Применение авиации………………………………………………	40
	2.2.9.Маневр пропуском льда через гидротехнические сооружения...	48
	2.3. Мероприятия по борьбе с шугообразованием……………………...	51
	2.4. Перспективные способы и средствах борьбы с заторами льда….	51
	ВЫВОДЫ по главе………………………………………………………...	53
III.	РАЗРАБОТКА ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ И ЛИКВИДАЦИИ ЧЕРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ, ВЫЗВАННЫХ НАВОДНЕНИЕМ ОТ ЗАТОРОВ ЛЬДА………………………………...	54
	3.1. Общие положения по действиям органов управления РСЧС при угрозе возникновения черезвычайных ситуаций, обусловленных заторами……………………………………………………………………	54
	3.2. Превентивные мероприятия органов управления РСЧС в подготовительный период…………………………………………….......	56
	3.3. Особенности действий органов управления РСЧС при угрозе затоплений, вызваннх заторными явлениями…………………………...	57
	3.4. Алгоритм (порядок) действий органов управления РСЧС при угрозе возникновения ледовых заторов и борьбы с ними……………...	58
	3.5. Основные оценки и выводы о направлениях (путях) предотвращения образования заторов на реках России и борьбе с ними. ……………………………………………………………………….	61
	ЗАКЛЮЧЕНИЕ……..……………………………………………………..	64
	СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………	65

ВВЕДЕНИЕ

На земном шаре Россия больше всех страдает от таких опасных природных явлений как заторы льда на реках. Основными причинами такой ситуации являются географическое расположение страны на севере Евразии, холодный климат, а также преимущественно северное направление течения большинства российских рек.

Среди стихийных сил природы заторы льда на реках занимают особое место. Наводнения, вызванные заторами и являются практически ежегодно повторяющимися стихийными бедствиями, а по площади охватываемых территорий и наносимому материальному ущербу превосходящими другие чрезвычайные ситуации. Затоплению подвержена территория страны общей площадью 400 тыс. кв. км., ежегодно затапливается 50 тыс. кв. км.. Затоплению различного характера подвержены более 300 городов, десятки тысяч мелких населенных пунктов с населением более 4,6 млн. человек, множество хозяйственных обьектов, более 7 млн. га сельскохозяйственных угодий. По оценкам специалистов среднемноголетний ущерб составляет около 43 млрд. рублей. И дело здесь не только в размерах материального ущерба, но и в сложном характере и скоротечности этих явлений, в малой эффектности предпринимаемых мер борьбы, затрудненности заблаговременного прогнозирования и, наконец, в почти полном отсутствии эффективных методов расчета.

В России проблема борьбы с ледовыми заторами и их последствиями разрабатывалась и решалась различными заинтересованными ведомствами по нескольким направлениям. Главным направлением считалось применение взрывных способов борьбы. В 50 – 80-х годах прошлого века проводились научные исследования, разрабатывались методические рекомендации, указания и инструкции силами ученых и специалистов Гидрометеослужбы, министерств энергетики, водного транспорта и других ведомств страны. Наиболее полным документом по этой проблеме является «Методические указания по борьбе с заторами льда» (Минэнерго). Но этот документ носит больше ведомственный характер и нацелен преимущественно на защиту и обеспечение безопасности гидротехнических сооружений Минэнерго и РАО ЕЭС России.

В 1976 году Гидрометеослужбой СССР впервые был разработан «Каталог заторных участков рек СССР».

В «Каталоге…» впервые была систематизирована имеющаяся к тому времени информация о заторах на реках страны.

В последние годы ( г. г.) проблемой борьбы с заторными явлениями и их последствиями все активнее занимается Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, как основной координатор в проведении государственной политики и практических мер по обеспечению защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.

Сложность и малая предсказуемость процесса заторообразования, большая стоимость и небезопасность полевых работ, связанных с изучением этого явления, трудность сколько-нибудь точного воспроизведения его в лабораторных условиях и пр. служат причиной того, что заторы льда до настоящего времени изучены слабо. И все же основные качественные особенности процесса заторообразования известны достаточно полно. За последние 30 лет в России накоплен некоторый опыт прогнозирования и регулирования заторными явлений и процессов, а также заблаговременного принятия действенных мер по борьбе с этими опасными явлениями и по предотвращению катастрофических наводнений от них.

В силу многофакторной природы и разнообразия условий возникновения заторов универсальных мер борьбы с ними до сих пор не выработано.

Таким образом, численность пострадавшего населения и материальный ущерб наносимый практически ежегодно, говорит о необходимости проведения исследований по вопросам борьбы с заторами на реках и выработке алгоритма действий органов управления по делам ГОЧС при угрозе возникновения ледовых заторов.

Однако следует отметить и предостеречь, что возможные риски неуспеха в этой борьбе будут оставаться. Основными причинами этого являются:

неотвратимость заторных явлений и вызываемых ими опасных наводнений (затоплений) как неотъемлемых процессов годового цикла большинства рек Российской Федерации;

слишком редкая сеть гидропостов Росгидромета и других ведомств в речных бассейнах, не позволяющая получать необходимый объем информации;

незначительное финансирование разработки новых и более эффективных методов и способов борьбы с заторными явлениями и их последствиями;

отсутствие финансирования НИОКР на государственном уровне с привлечением лучших специалистов и всех заинтересованных ведомств страны (Росгидромет, Минприроды, Минсельхоз, Минэнерго, МВД и МЧС России и т. п.).

При разработке мероприятий по предупреждению и борьбе с заторными и их последствиями необходимо руководствоваться требованиями законодательства Российской Федерации.

Поэтому целями данной дипломной работы являются:

исследование условий, влияющих на возникновение заторов на реках;

анализ имеющихся методов и способов борьбы с заторами;

выработка рекомендаций органам управления ГОЧС по алгоритму их действий при угрозе возникновения ледовых заторов.

Раздел 1. АНАЛИЗ УСЛОВИЙ И ПРИЧИН ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЛЕДОВЫХ ЗАТОРОВ НА РЕКАХ

1.1. Краткая географическая и социально-экономическая характеристика Республики Марий Эл

Республика Марий Эл расположена в среднем течении реки Волга, граничит на западе с Нижегородской областью, на севере, северо-востоке с Кировской областью, на юго-востоке с Республикой Татарстан и на юге с Республикой Чувашия.

Территория республики – 23,3 тыс. кв. км. Протяженность территории с запада на восток – 320 км, с севера на юг – 150 км. Территория республики равнинная, слабохолмистая, с проявлением в юго-восточной части (преимущественно Моркинский район) карстовых явлений с образованием наземных воронок и сбросов подземных пустот.

Гидрография. Развитая речная сеть с преимущественно южным направлением течения. Водохозяйственный фонд (водные объекты) Республики Марий Эл включает 476 рек и речек общей протяженностью более 7 тыс. км, 689 озер, 185 прудов и водохранилищ комплексного назначения, а также участки Чебоксарского и Куйбышевского водохранилищ. Речная сеть республики состоит из 19 бассейнов, включающих 169 рек протяженностью 10 км и более. Из них 14 речных бассейнов относятся к реке Волге, (реки Ветлуга, Илеть, Большая и Малая Кокшаги со своими притоками, а также Рутка и Дорогуча). Остальные 5 речных бассейнов относятся к реке Вятке (реки Немда, Уржумка и Буй).

Площадь территории республики, находящейся под водой – 815,25 кв. км., что составляет 3,5% общей территории. Площадь прудов ГТС – 60,06 кв. км., 140 крупных озер, площадь озер – 30,98 кв. км. Основные крупные реки на территории республики: Волга, Ветлуга, Сура, Большой Кундыш, Малый Кундыш, Большая Кокшага, Малая Кокшага, Большая Ошла, Малая Ошла, Илеть, Рутка, Немда, Юшут, Шора. Из них судоходными являются Волга, Ветлуга и Сура, протяженность которых по территории Республики Марий Эл по судовому ходу составляет 135 км и 137 км и 35 км соответственно.

1.2. Понятие о заторах льда на реках

Затор льда представляет собой многослойное скопление льда в русле реки, стесняющее (уменьшающее) ее живое сечение и вызывающее подъем уровня воды в месте скопления льда и на некотором участке выше его.

Непосредственная опасность затора льда заключается в резком и значительном подъеме уровня воды в реке, при котором вода выходит из берегов и затопляет прилегающую местность. Наиболее мощные заторы льда, приведшие к гибели людей и большим разрушениям, происходили на р. Енисей у г. Красноярск в 1941 г., на р. Северная Двина у г. Архангельск в 1953 г., на р. Лена в 1998 и 2001 г. г. у г. г. Ленск и Якутск и на р. Кубань в Краснодарском крае в 2002 г.

1.3. Характеристика, условия, причины и факторы образования заторов льда на реках

Основными характеристиками заторов льда на реках являются: их структура, размеры, максимальные заторные подъемы уровней воды, продолжительность, повторяемость.

Длина заторного участка может составлять от нескольких километров на средних реках до нескольких десятков километров на больших реках. Максимальный заторный уровень, как правило, превышает уровень весеннего половодья. Величина заторного подъема определяется превышением уровня воды при заторе над уровнем весеннего половодья, если бы затор отсутствовал.

По величинам заторного подъема уровней воды на крупномасштабных топографических картах определяются границы, размеры зоны затопления.

Затор льда, как правило, явление кратковременное: высокий уровень держится обычно 0,5-1,5 суток. Хотя случается довольно продолжительные стояния высоких уровней – до 8-15 суток, в том числе на реках европейской части России – до 6-8 суток и до 12-15 суток в азиатской части. Более длительные стояния заторов связаны с возвратом похолоданий, влияющих на уменьшение расхода воды в реке.

Период подъема заторного уровня непродолжителен – от 0,5 до 3 суток. Спад уровня длится до 10-15 суток, а иногда и дольше.

Повторяемость опасных заторных явлений изменяется в широких пределах – от одного раза в 50-100 лет (2-1%) до одного раза в 2-5 лет (50-20%). В некоторых местах бывают и ежегодные (100%) образования заторов.

При образовании заторов представляют опасность также навалы льда на берегах высотой до 5-15 м, давление его больших масс на сооружения и т. п.

Образованию опасных заторов льда способствует ряд условий, причин и факторов.

Условия возникновения заторов следующие:

сохранение ледового покрова (или значительных ледяных полей) ниже участка реки, на котором начался ледоход;

значительная прочность льда к моменту вскрытия;

скорость течения воды при вскрытии (более 0,6 м/сек), способствующая торошению льда и подныриванию льдин под прочный ледяной покров;

интенсивный ледоход;

существенное изменение уклона водной поверхности (от большего к меньшему).

Причинами заторных наводнений являются:

невыполнение местными властями и населением плановых работ по предупреждению ледовых заторов;

двойной или тройной осенний ледоход и высокий уровень воды в период замерзания реки, как правило, предшествующие заторообразованию;

большой объем льда в русле, обусловленный низкими температурами замерзания реки;

существенная зашугованность русла с осени (на 50-80%);

повышенная толщина ледяного покрова к началу вскрытия реки (более 0,7 м);

большая весенняя водность при холодной весне;

интенсивное снеготаяние (5-7 мм/сут) в верховьях, сопровождающееся выпадением дождей;

образование затора льда на пике весеннего половодья или высокая волна половодья, следующая за образованием мощного затора, создающие наиболее опасную ситуацию, аналогичную той, которая возникла на р. Лена в мае 2001 года, в результате чего был полностью затоплен г. Ленск;

достижение поверхностной скорости течения воды значений 0,6-0,8 м/с и более, способствующей подныриванию льдин, их подсовам под неподвижный ледяной покров или торошению у кромки ледяного покрова;

вторичное смерзание льда из-за резкого похолодания (как это произошло в январе 2002 г. в устье р. Кубани в районе городов Темрюк и Славянск – на Кубани);

главной же причиной образования затора льда является задержка процесса вскрытия на реках, текущих с юга на север, когда кромка ледяного покрова весной смещается сверху вниз по течению.

Масштабы развития заторных явлений при вскрытии рек, механизм формирования и количественные характеристики затора определяются многими факторами и их различным сочетанием. Эти факторы можно разделить на три группы: гидрометеорологические, геоморфологические, «человеческие».

Гидрометеорологические факторы включают в себя интенсивность развития половодья, последовательность вскрытия участков реки, характер распределения толщины льда, интенсивность ослабления прочности льда, суровость климата и погоды, направление течения рек, предшествующий ледовый режим.

Геоморфологические факторы включают определяющие особенности строения русла в продольном, поперечном и плановом отношениях, характер поймы, долины, а также наличие русловых препятствий: перекатов, мелей, островов, узостей и т. п.