Характеристика и классификации заторных и зажорных явлений

Содержание:

 

1. Введение.
2. Характеристика и классификации заторных и зажорных явлений.
3. Опасности при возникновении заторов и зажоров.
4. Обеспечение безопасности.
5. Заключение.
6. Список использованной литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Наводнение - значительное затопление водой местности в результате подъёма уровня воды в реке, озере или море, вызываемого различными причинами. Наводнение на реке происходит от резкого возрастания количества воды вследствие таяния снега или ледников, расположенных в её бассейне, а также в результате выпадения обильных осадков. Наводнения нередко вызываются повышением уровня воды в реке вследствие загромождения русла льдом при ледоходе (затора) или вследствие закупоривания русла под неподвижным ледяным покровом скоплениями внутриводного льда и образования ледяной пробки (зажора). Нередко наводнения возникают под действием ветров, нагоняющих воду с моря и вызывающих повышение уровня за счёт задержки в устье приносимой рекой воды. Наводнения такого типа наблюдались в Ленинграде (1824, 1924), Нидерландах (1953). На морских побережьях и островах наводнения могут возникнуть в результате затопления прибрежной полосы волной, образующейся при землетрясениях или извержениях вулканов в океане. Подобные наводнения нередки на берегах Японии и на других островах Тихого океана. Наводнения могут быть обусловлены прорывами плотин, оградительных дамб. Наводнения случаются на многих реках Западной Европы - Дунае, Сене, Роне и др., а также на реках Янцзы и Хуанхэ в Китае, Миссисипи и Огайо в США. В СССР большие наводнения наблюдались на р. Днепре (1931) и Волге (1908 и 1926).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристика и классификации.

Затор - это скопление льда в русле, ограничивающее течение реки. В результате происходит подъем воды и ее разлив.

Затор образуется обычно в конце зимы и в весенний период при вскрытии рек во время разрушения ледяного покрова. Состоит он из крупных и мелких льдин.

Зажор - явление, сходное с затором льда. Однако, во-первых, зажор состоит из скопления рыхлого льда (шуга, небольшие льдинки), тогда как затор есть скопление крупных и в меньшей степени небольших льдин. Во-вторых, зажор льда наблюдается в начале зимы, в то время как затор - в конце зимы и весной.

Главной причиной образования затора является задержка процесса вскрытия льда на тех реках, где кромка ледяного покрова весной смещается сверху вниз по течению. При этом движущийся сверху раздробленный лед встречает на своем пути еще не нарушенный ледяной покров. Последовательность вскрытия реки сверху вниз по течению является необходимым, но недостаточным условием возникновения затора льда. Основное условие создается только тогда, когда поверхностная скорость течения воды при вскрытии довольно значительна (0,6-0,8 м/с и более). Различные русловые препятствия, как, например, крутые повороты, сужения, острова, изменение уклона поверхности от большего к меньшему, лишь усиливают процесс.

Зажоры образуются на реках в период формирования ледяного покрова. Необходимым условием образования является возникновение в русле внутриводного льда и его вовлечение под кромку ледяного покрова. Решающее значение при этом имеет поверхностная скорость течения (более 0,4 м/с), а также температура воздуха в период замерзания. Образованию зажоров способствуют острова, отмели, валуны, крутые повороты, сужение русла. Скопление шуги и другого рыхлого ледяного материала, образующегося на этих участках в результате непрерывного процесса образования внутри водяного льда и разрушения ледяного покрова, вызывает стеснение водного сечения, вследствие чего происходит подъем воды выше по течению. Ниже - уровни понижаются. Образование сплошного покрова в месте образования зажора задерживается.

 

 

Краткая характеристика заторов и зажоров.

Их главными определяющими являются: строение, размеры, максимальный уровень и максимальный подъем воды

В строении затора выделяются три характерных участка: замок - покрытый трещинами ледяной покров или перемычка из льда. заклинивших русло; собственно затор (голова затора) - многослойное скопление хаотически расположенных льдин, подвергшихся интенсивному торошению; хвост - примыкающее к затору однослойное скопление льда в зоне подпора.

Длина головной части затора обычно превышает ширину реки в 3 - 5 раз. На этом участке скопление льда имеет максимальную толщину. Длина хвоста затора на крупных реках может достигать нескольких десятков километров. На средних реках общая длина затора может быть от одного до нескольких километров.

Зажорные массы льда однородны по своему строению и располагаются непосредственно у кромки ледяного покрова и под ним. Здесь они имеют небольшую толщину. Длина зажорного участка может составлять от 3 до 5 величин ширины реки. Это примерно 3 - 5 км на средних и до 15 км на больших.

Основными характеристиками являются максимальные подъемы уровней воды. Максимальный заторный уровень, как правило, превышает уровень весеннего половодья. Максимальный зажорный уровень превышает уровень воды при ледоставе.

Применяется также такая характеристика, как продолжительность затора или зажора. Затор льда - явление кратковременное. Высокий уровень держится обычно от 0,5 до 1,5 суток. Бывали случаи и более длительного стояния, но они всегда связаны с похолоданием и сокращением стока воды. Период подъема зажорного уровня несколько более длительный, до 3 суток. Спад уровня обычно происходит за 10 - 15 суток.

Другой часто применяемой характеристикой заторов и зажоров служит повторяемость этих явлении. Здесь колебания весьма велики. В одних местах они повторяются через 2 - 5 лет, в других - значительно реже.

 

 

 

Классификация заторов и зажоров.

Главным критерием является мощность затора или зажора. Поэтому они подразделяются на катастрофически мощные, сильные, средние и слабые. Катастрофически мощный затор или зажор определяется так:

к рассчитанному максимальному уровню весеннего половодья приплюсовывается 5 и более метров; для сильных - от 3 до 5 м, средних - 3 м и меньше. При слабых заторах и зажорах в величины наивысших уровней воды весеннего половодья поправки не вводятся.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Опасности заторов и зажоров.

Непосредственная опасность этих явлений заключается в том, что происходит резкий подъем воды и в значительных пределах. Вода выходит из берегов и затопляет прилегающую местность. Кроме того, опасность представляют и навалы льда на берегах высотой до 15 м, которые часто разрушают- прибрежные сооружения.

Зажорные явления приводят к более тяжелым последствиям, так как они случаются в начале, а иногда и в середине зимы и могут длиться до 1,5 месяцев. Разлившаяся вода замерзает на полях и в других местах, создавая сложности для ликвидации последствий такого стихийного бедствия.

Мощные и частые заторы льда присущи тем рекам, у которых вскрытие происходит сверху вниз по течению. Такая последовательность характерна для Северной Двины, Печоры, Лены, Енисея, Иртыша - рек, текущих с юга на север.

Места образования заторов льда можно разделить на постоянные и непостоянные. Постоянные места известны. Непостоянные - известны меньше. Большей частью это крутые повороты в сочетании с сужением русла.

Заторы на реках - широко распространенное явление и свойственны в основном крупным рекам, например: Северной Двине, Сухоне, Печоре, Енисею и многим другим.

По частоте зажорных наводнений и величине подъема воды первенство принадлежит двум самым крупным озерным рекам - Ангаре и Неве.

 

 

 

 

 

 

 

 

Обеспечение безопасности.

Образование заторов предотвращают предварительным вскрытием реки. Ускорение вскрытия участка реки достигается ослаблением ледяного покрова, задержка вскрытия - упрочнением льда. В результате ослабления или нарушения сплошности ледяного покрова снижается его сопротивляемость водному потоку, поэтому обеспечивается беззаторный пропуск льда. Основные способы ослабления и разрушения ледяного покрова изложены выше.

В местах постоянно образующихся заторов льда необходима защита территории от затопления. Выбор способа защиты зависит от многих факторов.

Защиту территорий от затопления в результате подъема заторных или зажорных уровней воды следует осуществлять:

• обвалованием территорий со стороны реки;
• искусственным повышением прибрежной территории;
• отводом вод с временно затопляемых территорий;
• созданием искусственных заторов вне зоны охраняемых от затопления территорий.

Застройка вдоль берегов рек должна проводиться на высотных отметках, превышающих максимальные заторные подъемы воды 1%-ной обеспеченности (то есть 1 раз в 100 лет).

Задержку вскрытия производят искусственным увеличением толщины ледяного покрова. Длина участка увеличения толщины льда зависит от ширины русла Вр и может составлять от Lл = 3Вр на сильно извилистом русле, до Lл = 8Вр на прямолинейном участке. Толщину льда на выбранном участке увеличивают удалением снега или искусственным намораживанием. При толщине снега более 10 см его удаление приводит к ускоренному нарастанию толщины льда снизу

Снег с ледяного покрова следует удалять за пределы участка при температуре воздуха ниже минус 10оС и толщине льда менее 30 см.

При ликвидации заторов наиболее эффективным является взрывной способ, применение которого наиболее целесообразно в период образования заторов. Затор на широких реках разрушают, дробя его постепенно снизу вверх по течению, начиная с подрыва ледяных полей ниже затора.

Массы подводных зарядов и расстояния между ними указаны в таблицах.

Условия и средства разрушения ледяного покрова

Толщина льда, м	Масса заряда, кг	Глубина погружения заряда, м	Расстояние между зарядами, м	Количество рядов зарядов	Расстояние между рядами зарядов, м
0,4...0,5	1,2	1,0...1,5	5...7	1	-
0,6...0,7	1,8	1,5...2,0	4...6	3	10
0,8...0,9	2,6	2,0	4...6	3	5...10
1,0...1,1	3,6	2,0	4,0	3	5,0

 

Ориентировочная масса, кг, сосредоточенного заряда для разрушения затора при расстоянии L между зарядами

Глубина погружения заряда в воду, м	При массовом взрыве и L = 5 м	При одиночном или массовом взрывах и L = 10 м
1,0...1,49	3	15
1,5...1,99	3	40
2,0...2,49	15	80
2,5...2,99	25	130
3,0...3,49	40	200
3,4...4,0	60	300

 

Если затор не потерял устойчивости после разрушения ледяного поля, то необходимо произвести еще серию взрывов вдоль берегов, либо на середине реки (в пределах нижней наиболее уплотненной части затора). Если и после этого затор останется на месте, следует произвести серию взрывов вдоль затора.

На средних реках подрывать лед необходимо сверху вниз по течению или одновременно по длине затора, так как это способствует образованию в заторе канала, по которому идет основной поток воды, при этом заторный уровень понижается, а сам затор размывается.

При большой протяженности затора на узких и средних реках с извилистым руслом подрыв заторных масс в нижней части малоэффективен, поэтому взрывы следует вести одновременно по всей длине затора или сверху вниз по течению.

Для разрушения многослойных заторных масс используют заряды массой не менее 30 кг, которые опускают в воду между льдинами.

При проведении взрывных работ можно применять вертолеты, которые позволяют укладывать заряды в любом месте непосредственно с борта вертолета или с выходом подрывников на лед. Бомбометание, как средство для разрушения ледяного покрова и заторов, малоэффективно ввиду затруднения прицельного попадания.

Для предотвращения заторов вблизи мостов необходимо еще до начала ледохода освободить от примерзшего льда все опоры и ледорезы, сделав вокруг них борозды во льду шириной не мене 0,5 м. Кроме того, следует устроить вдоль реки (по фарватеру) канал шириной от 0,25Вр до 0,35Вр (ниже моста на расстоянии Вр и выше моста на расстоянии 2Вр).

Устройство канала начинают с низовой стороны моста. Заряды располагают параллельными рядами перпендикулярно фарватеру. Расстояния между зарядами принимают не менее 5...6 Н (где Н - глубина погружения заряда в воду), между рядами - не менее 2...4 м. Заряды взрывают поочередно рядами, начиная с ряда, ближайшего к борозде, предварительно устраиваемой по низовой границе канала.

При устройстве канала выше моста ряды зарядов располагаются параллельно фарватеру против опор и ледорезов. Взрывать заряды ближе 15 м от моста запрещается.

Если на некотором удалении от моста образовался затор, его разрушают взрывами зарядов с низовой стороны для устройства в нем канала шириной 20...30 м. Массу зарядов принимают равной 5...20 кг. Заряды в заторе располагают в 2...3 ряда перпендикулярно оси устраиваемого канала и на расстоянии в 4...6 раз превышающем их заглубление. При установке в затор нескольких зарядов их подрыв следует производить одновременно для того, чтобы лед, пришедший в движение после первого взрыва, не принес к мосту не взорвавшиеся заряды. В затор, образовавшийся непосредственно около моста, следует устанавливать только по одному заряду. Крупные льдины при подходе к мосту разрушают бросаемыми на них зарядами массой не более 3 кг. Эти заряды должны взрываться до подхода льдин под мост.