Глава 3. Прогнозирование чрезвычайных ситуаций природного характера (стр. 7 )

L2 = , м, (3.74)

где ik - средний уклон конуса выноса;

LD - расстояние от конца селевого потока (очага) до вершины конуса выноса, м,

при условии L1 > LD, то Lc = L1 ;

L1 < LD, то Lc = LD + L2 (3.75)

где Lc - дальность продвижения селя, м.

2. Сель от дождевого паводка

Величина максимального расхода дождевого паводка в зависимости от высоты слоя заданной обеспеченности рассчитывается по формуле

Qd = kc ×H1 ×l×F, м3/с, (3.76)

где kc - коэффициент дождевого стока, определяемый по таблице 3.6.

Таблица 3.6

Значение коэффициента дождевого стока и переходного

коэффициента l для различных районов

Районы	Величина l,% при вероятности превышения, равной Р, %	кс×10-3, с-1
	0,1	1,0	5,0	10
Северный Кавказ	1,4	1,0	0,75	0,6	4,2
Восточная Сибирь	1,5	1,0	0,7	0,56	2,52

l - переходный коэффициент от слоев дождевого стока 1%-ной обеспеченности к слоям стока другой вероятности;

F - площадь водосбора, км 2;

Н1 - максимальный суточный слой осадков 1%-ой обеспеченности, определяемой по данным ближайшей метеостанции.

Максимальный расход селевого потока от дождевого паводка определяется

Qc d = (1+0,1× l× sin2 a)× Qd, м3/c, (3.77)

Объем водного паводка, вытекающего при выпадении осадков слоем заданной обеспеченности, определяется

Wd = 9,5×102 ×H1 ×l×F, м3/с. (3.78)

Остальные показатели определяются по вышеуказанным зависимостям.

Расчетное давление селевого потока на плоскую преграду в зависимости от скорости и глубины определяется суммированием гидростатических и динамических давлений.

Гидростатическое (статическое) давление селя на сооружение не зависит от его формы и ориентации и определяется только плотностью и глубиной селевого потока.

Гидростатическое (статическое) давление по глубине потока распределяется линейно увеличиваясь с глубиной. Поэтому при расчетах целесообразно пользоваться средним статистическим давлением на половинной глубине селя

Рс. ср =0,5 g×r×h (3.79)

где Рс. ср - среднее статистическое давление селевого потока на сооружение;

r - плотность потока, кг/м3;

g - ускорение свободного падения, 9,8 м/с;

h - глубина селевого потока, м.

Динамическое давление селя на сооружение зависит от плотности, скорости и угла встречи селя с преградой.

При движении селя скорости частиц (массовая скорость) у дна меньше, чем в средней и верхней части потока.

Однако различие невелико и им можно пренебречь. Следовательно, можно считать, что поток движется с равномерной по глубине скоростью

Рg =0,5 С×r×Vc, (3.80)

где Рg - динамическое давление селя на преграду (давление скоростного напора селя);

С - коэффициент взаимодействия потока селя с преградой ( С = sin2 a, для случая действия селевого потока на нормали к преграде (a = 90 °), когда давление будет максимальным, С = 1); a - угол величины встречи потока с преградой;

Vс - скорость продвижения селевого потока, м/с, которая может быть определена по эмпирической зависимости

Vс = 11,4×к, (3.81)

где к - коэффициент, учитывающий относительную гидравлическую крупность вовлекаемых в поток каменных материалов и средний угол наклона селевого русла.

Если провести анализ получаемого динамического давления по зависимости (3.80), то можно сделать вывод, что угол встречи оказывает значительное влияние на величину этого давления. Так, например, при скорости потока 5 м/с, плотностью 1500 кг/см3, при a=90, 45 и 30° динамическое давление составляет соответственно 0,0187; 0,0938 и 0,0469 МПа, т. е. при 45° давление упало вдвое, а при 30° - более чем в четыре раза. Однако для суммарного давления потока на преграду угол встречи оказывает значительно меньшее влияние, поскольку для глубины потока более одного метра вклад статического давления превышает динамическую составляющую.

Из вышесказанного следует, что суммарная смещающая сила, действующая на объект, может быть определена

N = F(Pс. ср + Pg) или N = F(0,5 g×r×h + 0,5 С×r×Vc), (3.82)

где F - площадь проекции обтекаемой части объекта на плоскость, перпендикулярную направлению движения селя, м2.

Для оценки ожидаемого характера повреждений и разрушений различных зданий и сооружений необходимо определить суммарную нагрузку, действующую на объект и сравнить с данными таблицы 3.7.

Прогнозирование времени до начала прорыва озера, подпруженного ледником базируется на оценке достижения уровня воды 80 - 85 % высоты перемычки (Нпл). Для этого необходимо определить суточный подъем уровня воды в озере (Dh), разность высотных отметок между уровнями 4 и 3 (см. расчетную схему), площадь водной поверхности (S) к моменту прорыва. При наличии этих данных время (Dt) до начала прорыва можно определить по следующей зависимости

Таблица 3.7

Степени повреждения объектов при воздействии селевых потоков

О б ъ е к т ы	Разрушение	Сильное повреждение	Среднее повреждение	Слабое повреждение
1	2	3	4	5
Здания со стальными и железобетонными каркасами	0,90...1,50*	0,75...0,90	0,75...0,81	0,45...0,81
Здания с легким металлическим каркасом или бескаркасной конструкции	0,75...1,05	0,45...0,75	0,30...0,45	0,15...0,30
Здания из сборного железобетона	0,60...1,90	0,45...0,60	0,30...0,45	0,15...0,30
Кирпичные здания, бескаркасные, с покрытием из железобетонных элементов, малоэтажные	0,68...0,98	0,53...0,68	0,30...0,53	0,20...0,30
Тоже многоэтажные (три этажа и более)	0,53...0,68	0,38...0,53	0,23...0,38	0,15...0,23
Склады-навесы из железобетонных элементов	1,50...1,60	1,20...1,50	0,53...1,20	0,30...0,53
Административные многоэтажные здания с металлическим и железобетонным каркасом	0,75...0,90	0,60...0,75	0,45...0,60	0,30...0,45
Деревянные здания	0,30...0,45	0,18...0,30	0,12...0,18	0,09...0,12
Здания фидерной и трансформаторной подстанции из кирпича или блоков	0,90...1,20	0,60...0,90	0,30...0,60	0,15...0,30
Здания ГЭС (монолитный железобетон)	4,50...5,00	3,00...4,50	1,50...3,00	0,75...1,50
Наземные стальные газгольдеры, резервуары для хранения нефте - и химпродуктов	0,60...0,68	0,45...).6	0,30...0,45	0,23...0,30
Тоже частично заглубленные	1,50...1,60	1,20...1,50	0,75...1,20	0,45...0,75
Стальные и железобетонные подземные резервуары для нефте - и химпродуктов	3,00...3,20	1,50...3,00	1,05...1,50	0,60...1,05
Водонапорные башни	0,90...0,98	0,60...0,90	0,30...0,60	0,15...0,30
Воздушные линии низкого напряжения	2,50...2,60	1,50...2,50	0,90...1,50	0,60...0,90
Тоже высокого напряжения	1,05...1,13	0,75...1,05	0,45...0,75	0,38...0,45
Подземные стальные трубопроводы диаметром до 35 см.	30,00...34,00	23,00...30,00	15,00...23,00	9,00...15,00
Тоже, свыше 35 см.	15,00...18,00	9,00...15,00	5,50...9,00	3,00...5,50
Подземные чугунные и керамические трубопроводы	30,00...33,00	15,00...30,00	9,00...15,00	3,00...9,00
Трубопроводы на металлических и железобетонных эстакадах	0,75...0,90	0,60...0,75	0,50...0,60	0,30...0,50

1	2	3	4	5
Заглубленные сети коммунального хозяйства (водопровод, газопровод, канализация)	23,00...25,00	15,00...23,00	6,00...15,00	2,50...6,00
Радиорелейные линии телефонно-телеграфной связи	1,80...1,90	1,05...1,80	0,75...1,05	0,45...0,75
Воздушные линии телефонно-телеграфной связи	1,50...1,70	0,90...1,50	0,60...0,90	0,30...0,60
Кабельные подземные линии связи	1,60...1,80	1,00...1,60	0,65...1,00	0,40...0,65
Мосты из металла и железобетона пролетом до 50 м.	3,80...4,50	3,00...3,80	2,30...3,00	1,50...2,30
Деревянные мосты	2,50...3,00	1,60...2,50	0,90...1,60	0,60...0,90
Земляные плотины	15,00...20,00	12,00...15,00	10,00...12,00	3,00...10,00
Бетонные плотины	150	75,00...140,00	30,00...75,00	15,00...30,00

* Указано суммарное давление селевого потока (105 Па)