Методика расчета основных параметров лавин

Основными параметрами, которые необходимо знать при планировании режима деятельности, а также защитных мероприятий в лавиноопасных горных районах, являются: количество и площадь лавинных очагов; сроки начала и окончания лавиноопасного периода; объем лавин (средний и максимальный); скорость движения, дальность выброса и сила удара; высота лавинного потока.

Количество и площадь лавинных очагов определяются на топокарте масштаба 1:25 000 – 1:50 000 по рельефу местности. К лавинообразующему рельефу относятся все участки горных склонов крутизной 15–60°, свободные от леса. Если выше границы леса имеется лавинообразующий рельеф, то весь этот участок также является лавиноопасным. Сроки начала и окончания лавиноопасного периода определяют в соответствии с прогнозом по периоду залегания устойчивого снежного покрова по данным метеостанций с учетом того, что на южных склонах снег сходит в среднем на две недели раньше, а на северных – на две недели позже, чем на дне долины. Необходимо также учитывать наличие вертикального градиента – примерно 6–7 дней на 200–250 м подъема. Максимальный и средний объем лавин, м³, определяются по формулам:

W _Лмакс = S _ЛП Н _СПмакс;(2.96)

W _Лср = K _о S _ЛП Н _СПрс, (2.97)

где S _ЛП – лавиноактивная площадь (м²);Н_СПмакс и Н_СПрс – многолетняя максимальная и средняя высоты снежного покрова в очаге (м); K _о – коэффициент, зависящий от типа очага и конкретных климатических условий. При отсутствии данных можно принимать K _о = 0,5 для денудационных воронок.

Оперативный метод оценки скорости движения, дальности выброса и силы удара лавин заключается в следующем.

1. На топографической карте оконтуривается снегосборная площадь и намечается средняя линия лавинного пути от места отрыва лавины (верхний перегиб склона и снегосборной части лавиносбора) до подножия склона или слияния с руслом водотока, куда примыкает лавиносбор.

2. По этой линии строится продольный профиль (рис. 2.16) лавинного русла, на котором отмечается место ее возможного отрыва.

3. Из точки отрыва под углом j к горизонту проводится прямая до пересечения с профилем пути. Угол j (табл. 2.46) выбирают в зависимости от снегосборной площади F _сб и средней крутизны лавиносбора.

Снегосборная площадь определяется по топографической карте. За верхнюю границу ее принимается верхний перегиб склона или подножие скал, из-под которых срывается лавина, за боковые границы – перегибы склона у водораздельных гребней соседних снегосборов или подножие обрамляющих скал, за нижнюю границу – нижняя часть снегосборной воронки, где она переходит в лавинное русло.

4. Найденная точка пересечения наклонной прямой с профилем пути переносится на карту как предел распространения лавины.

5. Для определения скорости лавины в заданной точке ее пути на профиле восстанавливается вертикальный отрезок от поверхности пути до пересечения с наклонной прямой, измеряется длина этого отрезка, в соответствии с масштабом построения определяется его длина h_с (м). Скорость лавины определяется по формуле:

где g – ускорение свободного падения (м/с²).

6. Сила удара лавины на 1 м² поверхности неподвижного жесткого препятствия, расположенного перпендикулярно к направлению движения лавины, определяется по формуле:

, (2.98)

где r_ЛС – плотность лавинного снега, принимаемая равной для лавины из свежевыпавшего снега – 300 кг/см³, из старого снега – 400 кг/см³, из мокрого снега – 500 кг/см³.

Если поверхность препятствия образует угол b с направлением движения лавины, то расчет ведется по формуле:

(2.99)

Нагрузка лавины на тормозящее препятствие (стволы деревьев, столбы и др.) при обтекании его лавиной определяется по формуле:

, (2.100)

где S_n –площадь проекции обтекаемой части препятствия на плоскость, перпендикулярную к направлению движения лавины.

Рис. 2.16. Продольный профиль лавиносбора:

1 – объект; 2 – предельная дальность действия лавин;

∆ – предел распространения лавины

Таблица 2.46