|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Практическое занятие № 17Прогнозирование последствий наводнений .
Наводнение может быть вызвано таянием снега (половодье), выпадением большого количества осадков (паводок), затруднениями стока воды вследствие зажоров, заторов и завалов (запорные и завальные наводнения), действием ветра (напорные наводнения) и т.д. Схематически сечение русла реки можно представить либо треугольным (рис. 1а), либо трапецеидального (рис. 1б). Рис. 1(а, б) Расчетная схема сечения реки: a0- ширина дна реки, м; b0-ширина реки до паводка, м; b-ширина реки во время паводка, м; h0- глубина реки до паводка, м; h- высота подъема воды, м; hз – глубина затопления, м; hм- высота местоположения, м; m, n-углы наклона берегов реки.
Расход воды в реке до наступления наводнения (паводка) Q 0, м3/с равен
Q 0 = V 0 S 0, (1) где V 0 - скорость воды в реке до наступления паводка, м/с; S 0 – площадь сечения русла реки до паводка, м2, равная
S 0 = 0,5 b 0 h 0 - для треугольного сечения (а), (2.) S 0 = 0,5 (а 0 + b 0) h 0 – для трапецеидального сечения (б). (3) Расход воды после выпадения осадков (таяния снега) и наступления половодья (паводка) Qmax, м3/с, равен
Qmax = Q 0 + J F /3,6 (4) Здесь J – интенсивность осадков (таяния снега), мм/час; F – площадь выпадения осадков (таяния снега),км2. Высота подъема воды в реке при прохождении паводка h,м, определяется из выражения
a) h = [2 Qmax h 05/3 / (b 0 V 0)]3/8 – h 0, (5) б) . (6)
Максимальная скорость потока воды при прохождении паводка Vmax, м/с, равна
Vmax = Qmax / Smax, (7) где Smax - площадь поперечного сечения потока при прохождении паводка, м/с, определяемая по формулам (1.2) и (1.3), в которые вместо h 0 подставляется h, а вместо b0 – b. Поражающее действие паводка определяется глубиной затопления h з, м,
h з = h – h м, (8) и максимальной скоростью потока затопления V з, м/с,
V з = V max f. (9) Параметр удаленности объекта от русла реки f определяется по табл. 1.
Таблица 1. Значения параметра f
Примечание: М – параметр, зависящий от формы сечения русла реки и равный М = 1,25 для прямоугольного сечения, М = 1,5 – для трапецеидального и М = 2,0 – для треугольного.
Поражающее действие волны затопления паводка аналогично поражающему действию волны прорыва и может быть оценено по приложению І. В отличие от волны прорыва наводнение и паводок оказывают более продолжительное действие, усугубляющее первоначальное разрушающее воздействие волны прорыва (паводка) (см. табл. 2).
Таблица 2. Доля поврежденных объектов (%) на затопленных площадях при крупных наводнениях (V з = 3 – 4 м/с)
Примечание: при V з = 1,5 – 2,5 м/с приведенные в таблице значения умножать на 0,6; при V з = 4,5 – 5,5 м/с – умножать на 1,4.
Пример: Определить последствия наводнения, вызванного таянием снега в пойме реки, для населенного пункта, состоящего из деревянных и кирпичных малоэтажных домов и производственных зданий деревообрабатывающего комбината (ДОК). Интенсивность таяния снега J = 75 мм/ч, площадь поймы реки F = 300 км2, ширина реки b0 = 100 м, глубина h0 = 3 м, скорость течения v0 = 2 м/с, русло реки в сечении имеет форму трапеции с шириной дна a0 = 80 м. высота места (города и ДОК) h м = 2 м.
Р е ш е н и е. 1. Определим расход воды в реке до наступления наводнения Qo (формула1)
Q0 = 2 x 0,5 (100 + 80) x 3 = 540 м3/с 2.Расход воды после таяния снега и наступления половодья Qmax определим по формуле 4
Qmax = 540 + 75 х 300/3,6 = 6790 м3/с 3. Высота подъема воды в реке при прохождении наводнения h равна (формула 6) Здесь ctg m = ctg n = (b0 - a0)/ ( 2 h0) = (100 - 80) / (2 x 3) = 3,33. 4. Максимальную скорость потока воды при прохождении половодья vmax определим по формуле 7
vmax = 6790 /681,67 = 9,96 м/с. Здесь Smax, м2 определяется по формуле 3, в которой вместо b0 = 80 м подставлено значение b = a0 + 2 h ctg m = 80 + 2 x 6,67 x 3,33 = 124,5 м Smax = 0,5 (a0 + b) h = 0,5 (80 + 124,5) 6,67 = 681,67 м2. 5. Глубина затопления h з равна (формула 8)
h з = 6,67 - 2,0 = 4,67 м. 6. Максимальную скорость потока затопления v з определим по формуле 9 с использованием табл. 1
v з = 9,96 х 0,95 = 9,46 м/с 7. Долю поврежденных объектов на затопленных площадях определим по табл. 2. В течение суток 85 % подвалов будет затоплено, на 30% разрушены уличные мостовые, 50 % кирпичных зданий будут иметь различные степени разрушения. Прекратится подача электроэнергии, на 30% будут разрушены системы газо- и теплоснабжения. 8. По приложению І определим, что при скорости затопления v з = 9,46 м/с и глубине затопления h з = 4,67 м сильные повреждения могут получить кирпичные дома, мосты, дороги.
Задание №1. Используя собственные исходные данные из таблицы 3, оценить последствия наводнения (см. пример)
ПРИЛОЖЕНИЕ І
Значения параметров волны прорыва, приводящие к разрушениям объектов
Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.) |