Методика визначення снігових навантажень в географічно-довготних напрямках для населених пунктів і вершин українських карпат в межах Закарпатської області (стр. 1 )

УДК 624.012

Р. І.Кінаш1, 2 (1Національний університет “Львівська політехніка”, м. Львів, 2Ужгородський національний університет, м. Ужгород)

МЕТОДИКА ВИЗНАЧЕННЯ СНІГОВИХ НАВАНТАЖЕНЬ В ГЕОГРАФІЧНО-ДОВГОТНИХ НАПРЯМКАХ ДЛЯ НАСЕЛЕНИХ ПУНКТІВ І ВЕРШИН УКРАЇНСЬКИХ КАРПАТ В МЕЖАХ ЗАКАРПАТСЬКОЇ ОБЛАСТІ

Снігові навантаження в Українських Карпатах в межах Закарпатського регіону визначені по 23-х напрямках за складовими: густиною снігу і висотою снігового покриву, які вирахувані по висотних і висотно-логарифмічних коефіцієнтах. Застосовуючи 8 географічно-довготних напрямків можна безпосередньо теоретично і графічно визначити снігові навантаження для населених пунктів і окремих вершин, що детально описано в даній статті.

Вступ.

Сніговий покрив складається з твердих осадів, які випадають в зимовий період, а також льодяної кірки і води, які утворюються під час відлиг. Сніг відіграє значну роль на формування навантажень на будівельні конструкції будівель та споруд [1, 5, 6, 7]. Внаслідок розвіювання та перенесення снігу вітром може істотно змінюватись початковий вигляд снігового покриву на ґрунт, особливо у районах з переважанням сильного вітру та пересіченої місцевості. Існує значний ефект перерозподілу снігу там, де рельєф сильно розчленований, підвищені місця часто незахищені, а в улоговинах та біля перешкод відбувається його накопичення [7].

На відміну від рівнинних районів, в яких знаходження нормативного снігового навантаження може виконуватись апроксимацією даних найближчих характерних для даної місцевості пунктів спостережень, або за належністю до певного кліматичного району, в горах внаслідок різкої відмінності кліматичних умов, викликаної особливостями рельєфу, необхідно пов’язувати значення снігового навантаження з висотою розташування об’єкта та експозицією схилу щодо сторін світу тощо [1, 7].

Методика проведення дослідження.

Параметри снігового навантаження визначені по 23-ох напрямках між метеостанціями і перехідними станціями Закарпатської області по висотних і висотно-логарифмічних коефіцієнтах середньої і максимальної густини снігу та середньої і максимальної висоти снігового покриву за формулою:

P1 = ρ × h × 9,8, (1)

де: P1 – снігове навантаження по густині та висоті снігового пориву, Па;

ρ – густина снігу, кг/м3;

h – висота снігового покриву, см;

9,8 – перевідний коефіцієнт в Па, а також визначено снігове навантаження по твердих відходах за формулою:

P2 = (Hзагальних опадів – Hрізних опадів) × 9,8, (2)

де: Hзагальних опадів – висота опадів загальна, см;

Hрізних опадів – висота опадів різних та змішаних, см;

9,8 – перевідний коефіцієнт в Па;

P2 – параметри снігового навантаження по твердих опадах, Па.

Усі ріки Закарпатського регіону впадають в ріку Тиса і витікають і вершин Карпат, утворюючи з обох сторін долини.

Для Українських Карпат в межах Закарпратської області характерне розташування населених пунктів у долинах рік Уж, Латориця, Боржава, Теребля, Тересва, Ріка, Тиса, Апшиця та інших у географічно-довготних напрямках за течією рік в південно-західному напрямку. Румб ПдЗах напрямку коливається в межах від 30˚ до 50˚.

Для порівняння розрахунків снігового навантаження в Карпатах, які вирахувані по 23-х напрямках по висотних і висотно-логарифмічних коефіцієнтах по густині та висоті снігового покриву прийнято 8 напрямків по географічній довготі (географічно-довготних напрямків). В даних напрямках використані дані таких параметрів снігового навантаження в населених пунктах та інтервалі приблизно через кожні 100м:

- середні по висотних коефіцієнтах (висота снігового покриву середня);

- середні по висотно-логарифмічних коефіцієнтах (висота снігового покриву середня);

- максимальні по висотних коефіцієнтах (висота снігового покриву максимальна);

- максимальні по висотно-логарифмічних коефіцієнтах (висота снігового покриву максимальна);

- максимальні в улоговинах по висотних коефіцієнтах (висота снігового покриву максимальна в улоговинах);

- максимальні в улоговинах по висотно-логарифмічних коефіцієнтах (висота снігового покриву максимальна в улоговинах);

- середні по твердих опадах.

Висотні географічно-довготні коефіцієнти для вищенаведених снігових навантажень визначені за формулою:

, (3)

де: P1 – снігове навантаження в найвищій точці довготного напрямку, Па;

P2 – снігове навантаження в найнижчій точці довготного напрямку, Па;

H1 – висота над рівнем моря найвищої точки довготного напрямку, м;

H2 – висота над рівнем моря найнижчої точки довготного напрямку, м.

Висотно-логарифмічні географічно-довготні коефіцієнти снігових навантажень для вищенаведених напрямків визначені за формулою

, (4)

де: lgΔH – логарифм різниці висоти над рівнем моря найвищої і найнижчої точок довготного напрямку.

Результати визначення параметрів снігового навантаження.

В табл. 1 наведені снігові навантаження по 8-ми географічно-довготних напрямках, з обчисленими за формулами 3 і 4 довготними коефіцієнтами, згідно яких побудовані графіки 1÷8 (рис. 1÷8).

Географічно-довготні напрямки застосовуються для визначення напрямків і видів снігових навантажень будівель і споруд в населених пунктах і вершинах таких районів:

· напрямок I–Ужгородський, Перечинський і В. Березнянський райони;

· напрямок II – Мукачівський, Свалявський і Волівецький райони;

· напрямок III – Берегівський, Іршавський Виноградівський, частково Міжгірський райони;

· напрямок IV – Хустський і Міжгірський райони;

· напрямок V – Тячівський і Міжгірський райони;

· напрямок VI – Тячівський і Рахівський райони;

· напрямок VII – Тячівський і Рахівський райони;

· напрямок VIII – Рахівський район.

Снігове навантаження в точці X географічно-довготного напрямку вираховується за формулами:

Px = Pоп. ± ΔHx × Kвис., (5)

Px = Pоп. ± ΔHx × Kвис-лог., (6)

де: Px – снігове навантаження в точці X, Па;

Pоп. – снігове навантаження в опорній точці (станції) (початок або кінець довготного напрямку), Па;

ΔHx – різниця висот над рівнем моря між опорною станцією і точкою X, м;

Kвис., Kвис-лог. – висотні і висотно-логарифмічні коефіцієнти снігового навантаження, які вирахувані в табл. 1.

Таблиця 1

Параметри і коефіцієнти снігового навантаження по 8-ми географічно-довготних напрямках для населених пунктів і вершин Українських Карпат в межах Закарпатської області

№ п/п	Назва напрямку, населених пунктів, вершин і перевалів	Висота над рівнем моря, м (H)	Довг., ˚ Сх. дов-готи (L)	Снігові навантаження, Па
середнє по висот. коеф., Pcер., вис.	середнє по висот.-лог. коеф., Pcер., вис. лог.	Сер. по твердих опадах, Pсер., тв. оп.	Макс. по висот. коеф., Pмакс.,вис.	Макс. по висот.-лог. коеф., Pмакс.,вис.-лог.	в улоговинах
Макс. по висот. коеф. Pмакс.,вис.,улог.	Макс. по висот.-лог. коеф., Pмакс.,вис.-лог., улог
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Напрямок I. Ужгород – В. Березний – Ужоцький перевал (долина р. Уж)
1.	Ужгород	114.6	22˚ 18'	70.56	70.56	276.36	879.1	879.1	879.1	879.1
2.	В. Березний	209	22˚ 28'	131.71	131.71	310.66	1139.54	1139.54	1508.22	1508.22
3.	Костринська Розтока	333	22˚ 37'	188.62	455.26	363.58	1318.3	2923.6	1963.02	5324.74
4.	Стужиця	402.1	22˚ 37'	224.64	492.24	365.52	1423.6	3075.6	2239.2	5791.8
5.	Загорб	519.9	22˚ 59'	292.47	532.21	398.98	1611.88	3239.1	2747.9	6303.0
6.	Тихий	600	22˚ 50'	343.54	552.15	421.69	1746.4	3320.2	3121.0	6559.7
7.	Волосянка	700	22˚ 47'	413.48	572.87	450.11	1921.6	3402.9	3617.6	6824.4
8.	Ужоцький перевал	852	22˚ 54'	514.25	889.34	493.33	2277.9	3477.6	4292.0	7059.4
	ΔH, lgΔH,Lc, ΔP	774.4 lg774.4= 2.8889	22˚ 41'25	443.69	818.78	216.97	1398.8	519.7	3412.9	6180.3
	K, Klog			0.57294	283.422	0.28017	1.80630	179.895	4.407	2139.326
Напрямок II. Мукачево – Н. Ворота – Середньо-Верецький пере-ал (долина р. Латориця)
1.	Мукачево	116.5	22˚ 44'	65.37	234.38	243.63	824.4	972.55	976.77	1355.2
2.	Свалява	203.5	23˚ 00'	81.98	127.0	266.85	1184.3	1953.82	1657.77	3343
3.	Черник	300	23˚ 01'	118.47	595.78	295.57	1337.6	3111.27	1766.1	5914.8
4.	Задільське	400.8	23˚ 05'	178.22	229.45	319.48	2241.26	2492.4	3290.2	4294.2
5.	Н. Ворота	500	23˚ 06'	239.90	239.90	345.44	2898.84	2898.84	4498.2	4498.2
6.	Завадка	600	23˚ 07'	298.47	657.29	377.20	2983.1	3385.98	4830.7	6538.5

продовження таблиці 1