 |
В селевых очагах горных районов
|
|
|
|
| Тип селевого очага | Диаметр обломков d (в м)в горных районах | |||
| Кавказ | Памир, Тянь-Шань | Карпаты | Восточная Сибирь | |
| Врез | 0,6 | 0,8 | 0,5 | 0,5 |
| Рытвина | 0,3 | 0,4 | 0,3 | 0,3 |
| Скальный очаг | 0,2 | 0,3 | 0,2 | 0,1 |
| Очаг рассредоточения | – | – | – | – |
| Селеформирования | 0,1 | 0,2 | 0,1 | 0,1 |
3. По значению величины d, уклону селевого очага a и площади его водосбора F c помощью номограммы (рис. 2.7) определяются: критический селеформирующий расход Q кр (м3/с); критическая интенсивность стокообразования q сткр (мм/мин); время включения водосбора в процессе водоотдачи
Т в (мин); критическая высота слоя осадков, Н о кр (мм).
4. Для определения высоты стокообразующего слоя осадков Н С из высоты прогнозируемого слоя Н П вычитают значение высоты слоя начальных потерь Н 0 (которое составляет: в засушливых районах 5 мм; в районах умеренной увлажненности 2 мм; в районах значительной увлажненности 0):
Н С = Н П – Н 0.
5. На координатном поле Т и Н номограммы определяется положение точки, соответствующей полученному прогнозу продолжительности Т П и стокообразующему слою Н С. Если Н С> K кр и точка (Т П; Н 0 ) лежит правее прямой, соответствующей q сткр для данного водосбора, выдается прогноз «селеопасно».
Пример: определить возможность возникновения дождевого селя в селевом врезе бассейна р. Пяндж (Памир). Данные прогноза метеорологов:
Т П = 1ч 40 мин; Н П = 22 мм. Водосбор с умеренной степенью увлажненности.
1. По прогнозной карте установлено: a= 12°; F = 3 км2.
2. Для вреза и условий умеренной влажности по табл. 2.22 находим
d = 0,8 м. Принимаем Н 0 = 2 мм.
3. На координатном поле номограммы a, Q при a= 12° и d = 0,8 м находим величину Q кр= 7,1 м3/с.
4. На координатном поле Q, q ст при Q кр = 7,1 м3/с и F = 3 км2 находим величину q сткр = 0,14 мм/мин.
|
|
|
 |
Рис. 2.7. Номограмма для расчета дождевой селеопасности
5. На координатном поле q ст, Т при q сткр = 0,14 мм/мин и F = 3 км2 находим величину Т В = 70 мин.
6. На координатном поле Т, Н при Т В =70 мин и q сткр = 0,14 мм/мин находим величину Н кр = 10 мм.
7. Вычисляем Н С = Н П – Н 0= 22 – 2 = 20 мм.
8. Сравниваем найденное значение Н кр с вычисленным значением Н С: Н С> Н кр.
9. Находим на координатном поле Т, Н положение точки Т П = 100 мин и Н с = 20 мм. Точка лежит правее прямой, соответствующей найденному значению q сткр = 0,14 мм/мин. Поэтому выдается прогноз «селеопасно».
Для селей смешанного происхождения (сочетание дождей и весеннего снеготаяния) селеопасным признаком является большая плотность снежного покрова в течение ряда дней при устойчивой высокой температуре воздуха, особенно если по синоптической ситуации в эти периоды ожидаются дожди и грозы.
Дополнительными гидрологическими признаками наступления селевой опасности являются резкое увеличение скоростей, глубин, а, следовательно, расходов горных рек, а также увеличение их мутности.
Прогнозирование параметров селевых потоков. При прогнозировании необходимо оценить максимальный водный расход паводка, являющегося источником водного питания селя. Основные параметры селевых потоков определяют следующим образом. Максимальный расход паводка, возникающего при высоте слоя осадков заданной обеспеченности, определяется по формуле:
(2.33)
где K с – коэффициент стока (табл. 2.23); H 1 % – максимальный суточный слой осадков 10 % обеспеченности, мм (данные ближайшей метеостанции); l Р % – переходный коэффициент от слоев дождевого стока 1 % обеспеченности к слоям дождевого стока другой вероятности (табл. 2.23); F – площадь водосбора, км2 (по карте).
Таблица 2.23
Переходные коэффициенты l Р % и коэффициенты стока K с
В различных районах
| Районы | Переходные коэффициенты l Р % при вероятности превышения, равной Р, % | К с, л/с | |||
| 0,1 | 1,0 | 5,0 | 10,0 | ||
| Карпаты Кавказ Средняя Азия Восточная Сибирь | 1,6 1,4 1,35 1,5 | 1,0 1,0 1,0 1,0 | 0,62 0,75 0,76 0,70 | 0,46 0,60 0,66 0,56 | 3,12 · 10–3 4,20 · 10–3 2,20 · 10–3 2,52 · 10–3 |
Если источником водного питания селевого потока является прорыв озера, подпруженного ледником, или прорыв моренного озера, то вычисление максимального расхода селеформирующего прорывного паводка 
, м3/с, при прорыве перемычки вычисляют по формуле:
|
|
|
, (2.34)
где S пр – площадь водной поверхности озера на уровне 80 % высоты перемычки, м; Н пл – высота перемычки, м; t ° – температура воды в озере, °С; L С – кратчайшее расстояние по горизонтали между основанием перемычки и границей водной поверхности озера, м; К* – 6,25·10–3 м1/2 · с–1 · градус –1.
Пример 1. Необходимо определить максимальный водный расход паводка, м3/с, при прорыве озера, подпруженного ледником. Исходные данные: площадь водной поверхности на уровне 80% высоты перемычки S пр = 1,8 . 105 м2; высота перемычки Н пл = 85 м; температура воды в озере
t = 2°С; расстояние между основанием перемычки и границей водной поверхности L C =1,2 . 103 м.
Определяем
.
2. Определение объема водного паводка W В производится в зависимости от типов озер по следующим формулам:
а) для озера, подпруженного ледником, м3:
;
б) для завального озера, м3
;
где S пв – площадь водной поверхности озера при максимальном наполнении, м2;
в) для моренного, термокарстового озера, м3:
;
г) для моренного западинного озера, м3:
.
Объем водного паводка, м3, вытекающего при выпадении осадков, слоем заданной обеспеченности определяется по формуле:
.
Пример 2. Необходимо определить объем водного паводка при прорыве завального озера. Исходные данные: площадь водной поверхности озера при максимальном наполнении S пв=2,45 . 105 м2, а высота перемычки Н пл = 108 м.
1. Объем водного паводка будет составлять, м3
.
2. Для расчета максимального расхода селевого потока Q С, м3/с,определяется (по карте, либо по данным наблюдений) длина селевого очага l С, м, и его уклон a, градус. Расход селевого потока вычисляют по формуле:
,
где Q В – максимальный расход водного потока, поступающего в селевой очаг, вычисляемый по одной из формул, приведенных выше; K 1 = 0,1 м–1.
|
|
|
3. Объем селевого потока W C, м3, вычисляют по формуле:
,
где W В – объем водного паводка, м3, определяемый по одной из формул;
К2 = 0,12 м–1.
4. Скорость продвижения селевой массы, м/с:
,
где h ср – средняя глубина потока, м; V от – относительная гидравлическая крупность увлекаемых каменных материалов, принимаемая равной 0,7–1,0; a – средний угол наклона селевого русла, градус.
Для оперативной оценки величины средней глубины потока ее можно принимать равной 1–1,5 м для маломощного потока; 2–3 м для потока средней мощности и 3–5 м для мощного потока. Расчет скорости селевого потока можно производить по графику, рассчитанному по формуле для определения скорости продвижения селевой массы.
5. Зная значение средней скорости селевого потока, а также расстояние от сигнального створа до защищаемого объекта (l об), можно оценить время добегания селевого потока до этого объекта (t об):
.
Во всех случаях необходимо иметь в виду, что скорости селей весьма велики. Если принять диапазон характерных скоростей селевых потоков от 4 до 8 м/с, то при расстоянии между сигнальным створом и защищаемым объектом, например 10 км время добегания составит соответственно от 40 до 20 мин. Это и будет резерв времени для спасения людей, материальных ценностей и т. п. который стремиться увеличить до максимально возможного.
6. Дальность продвижения селей может оцениваться по следам предыдущих селей. При наличии береговых валов необходимо определить среднее расстояние В между ними, расстояние L Д между концом селевого очага и вершиной конуса выноса селевой массы, а также средние уклоны долины i Д и конуса i К. На первом этапе расчета определяется дальность продвижения селя L С, м,в долине реки по формуле:
,
где d – диаметр анкирующих обломков (см. табл. 2.22); W С – объем селя, м3.
7. На втором этапе расчета, который выполняется при условии, что L С> L Д, вычисляют дальность L ПС продвижения селя на конусе выноса, м, по формуле:
.
8. Дальность L 0C, м, продвижения селя от селевого очага определяется аналогично L C, если L C < L Д. Если L Д < L С, то величина L 0C определяется по формуле:
|
|
|
L 0C = L Д + L ПС.
9. Максимальная глубина селевого потока до размыва h СПмакс принимается равной:
h СПмакс» 1,5 h ср
10. Максимальный расход селя Q С(м3/с) связан со средней скоростью V С (м/с) селевого потока формулой:
Q С = WV С ,
где W – площадь живого сечения русла, м2.
11. Максимальная поверхностная скорость потока в 1,8 раза больше средней скорости.
|
|
|
