Способы защиты от селей

4.5. Защита населения от последствий селевых потоков

Защита населения от последствий селей осуществляется различными способами. Организационно-хозяйственные и охранно-ограничительные меры предусматривают запрещение строительства промышленных предприятий, жилых зданий, железных и автомобильных дорог в руслах селевых бассейнов без организации надёжной защиты от селевых потоков.

К защитным мерам относится строительство противоселевых инженерных и гидротехнических сооружений.

Противоселевые сооружения по характеру воздействия на селевые потоки подразделяются на селерегулирующие, селеделительные, селесдерживающие и селетрансформирующие.

Такие сооружения предназначены для задержания селевых выносов выше защищаемого объекта, для отвода селевого потока от объекта, а также для защиты объекта от ударного воздействия селевого потока.

Задержание селевых выносов может осуществляться устройством запруд, плотин (дамб) или котлованов-наносоуловителей. Запруды могут устраиваться из камня, бетона, железобетона, металлов и других материалов в виде глухих или решетчатых стенок, перегораживающих русло. Селе-сдерживающие плотины предназначены для удержания большого объёма твёрдого стока селя. Опорная поверхность плотины располагается перпендикулярно поверхности склона горы. Котлованы-наносоуловители уменьшают скорость селевого потока.

Возводятся и простейшие сооружения: валы-канавы и террасы с широким основанием. Валы-канавы располагают строго горизонтально на склонах крутизной не более 10°. На склонах крутизной от 10 до 30° устраивают ступенчатые террасы шириной 3,5—4 м.

Для защиты населения от последствий селей принимаются и профилактические меры. К таким мероприятиям можно отнести:

• ликвидацию искусственных или естественных водоёмов, прорыв которых может привести к образованию селей;
• устройство канализационных каналов и предварительный сброс воды из горных озёр до наступления селеопасного периода;
• уменьшение водной составляющей селя за счёт регулирования скорости снеготаяния. Ускорение снеготаяния в определённых местах достигается путём распыления каменноугольной пыли, сажи, золы над снежным покровом в этих местах. Это ускоряет снеготаяние на 15—20 суток в опылённых местах, и общий поверхностный сток воды снижается за счёт сброса её небольшими объёмами;
• укрепление земли на склонах гор путём посадки деревьев.

При необходимости организуется система оповещения и эвакуация населения из опасных районов.

Кроме того, специалистами МЧС России разработаны рекомендации населению, проживающему в селеопасных районах.

Приведём некоторые из них.

Перед выходом в горы изучите места на маршруте своего движения, где могут сходить селевые потоки, и избегайте их, особенно после обильных дождей.

Услышав шум внезапно приближающегося селевого потока, немедленно следует подняться со дна лощины вверх по склону не менее чем на 50—100 м.

От селевого потока следует быстро уходить вверх по склону

Запомните

Из двигающегося с большой скоростью селевого потока на значительные расстояния могут выбрасываться камни огромного размера и веса, что опасно для жизни.

Покидая дом при заблаговременной эвакуации, отключите электричество, газ, водопровод. Плотно закройте двери, окна и вентиляционные отверстия.

Для защиты населения от последствий селевых потоков большое значение имеет прогноз образования селей.

Прогноз дождевой селеопасности базируется на метеорологическом прогнозе количества осадков, а в высокогорных районах — на выявлении процессов, влияющих на скорость таяния снегов и ледников.

Проверьте себя

1. Какой способ защиты населения от селей вы считаете самым эффективным? Обоснуйте свой ответ.
2. Назовите основную причину схода селевых потоков.

После уроков

Продумайте и запишите в дневник безопасности порядок своего поведения при угрозе возникновения селя в нескольких ситуациях (во время вашего нахождения в помещении, в горах и т. д.).

Защита территорий населенных мест от селевых потоков (часть 2)

Защита территорий населенных мест от селевых потоков (часть 2)

Сели наносят огромные разрушения.

Защита от селей населенных территорий, а так же различных зданий и сооружений — это комплекс инженерных и строительных мероприятий направленных на предотвращение возникновения опасных селевых потоков.

Для борьбы с селями проводят профилактические меры и строят специальные инженерные сооружения. Применение тех или иных способов борьбы определяют зонами селевого бассейна.

Для предупреждения появления селя или ослабления его действия ещё в самом начале процесса принимают профилактические меры. Профилактические меры заключаются в закреплении почвенного и растительного покрова. В зоне водосбора нельзя вырубать лес и нарушать дерновый покров. Наиболее радикальное средство – лесонасаждение на селеопасных горных склонах. Лес регулирует сток, уменьшает массу воды, рассекает потоки на отдельные ослабленные струи. Целесообразно повышать устойчивость склонов террасированием, перехватывать и отводить воду нагорными канавами, земляными валами.

Наибольший эффект в руслах селей дают:

• запруды, из камня и бетона, установленные поперек русла, которые задерживают сель и отбирают у нее часть твёрдого материала;
• полузапруды, которые отжимают поток к менее подверженному разрыву берегу;
• селеулавливатели в виде котлованов и бассейнов, которые закладывают на пути движения потоков.
• берегоукрепительные подпорные стенки, препятствующие размыву берегов русла и защищающие здания от ударной силы селя.
• направляющие дамбы, которые направляют поток в нужном направлении и ослабляют его действие;
• селехранилища.

На участках населённых пунктов и отдельных сооружений, расположенных в зоне отложения пролювия, устраивают

• отводные каналы;
• направляющие дамбы;
• забирают русло рек в высокие каменные берега, ограничивающие растекание селевого потока.

Для защиты дорожных сооружений наиболее рациональны селеспуски в виде железобетонных и каменных лотков, пропускающих сели над сооружениями или под ними.

СООРУЖЕНИЯ И МЕРОПРИЯТИЯ

Для инженерной защиты территорий, зданий и сооружений от селевых потоков применяют следующие виды сооружений и мероприятий, приведенные в табл.1

Таблица 1. Сооружения и мероприятия для инженерной защиты территорий, зданий и сооружений от селевых потоков

Вид сооружения и мероприятия

Назначение сооружения и мероприятия и условия их применения

Плотины бетонные, железобетонные, из каменной кладки:

Направляющие и ограждающие дамбы

IV. Стабилизирующие

Плотины для регулирования паводков

СЕЛЕЗАДЕРЖИВАЮЩИЕ ПЛОТИНЫ

Селезадерживающие плотины, проверяют на воздействие селя, вызванного паводком, с вероятностью превышения 0,01%. При этом, предусматривают устройство поверхностных селесбросных сооружений, обеспечивающих сброс избыточного объема селевого потока, по сравнению с расчетным. Возможно повышение отметки гребня плотины, обеспечивающее аккумуляцию всего объема селевого потока.

При проектировании селезадерживающих плотин следует предусматривать водопропускные сооружения для пропуска в нижний бьеф бытового стока реки, а также сброса водной составляющей наносоводных селей. При этом сбросной расход не должен превышать критического селеобразующего расхода, определяемого для участка ниже створа плотины.

Селезадерживающие плотины проектируют, как правило, без противофильтрационных устройств и без затворов на водопропускных сооружениях. Для аккумуляции селей допускается предусматривать плотины сквозной конструкции. Нагрузки на сквозные плотины принимают как на глухие плотины.

Возвышение гребня глухих селезадерживающих плотин из грунтовых материалов над уровнем, соответствующим расчетному объему селехранилища, следует принимать не менее высоты последнего селевого вала, определяемого при максимальном расчетном расходе селя и среднем угле наклона, равном углу наклона участка перед селехранилищем. При этом для грязекаменных селей высота селевого вала у плотины принимается равной глубине селя у входа в селехранилище.

СЕЛЕПРОПУСКНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Основными видами селепропускных сооружений являются:

• каналы — для пропуска селевых потоков через населенные пункты, промышленные предприятия и другие объекты, позволяющие в одном уровне с ними пропустить селевой поток через объект или в обход его;
• селеспуски — для пропуска селевых потоков через линейные объекты (автомобильные и железные дороги, каналы, газопроводы, нефтепроводы, и др.).

Применение селепропускных сооружений для пропуска грязекаменных селей допускается лишь при продольном уклоне сооружения не менее 0,10. Размеры селепропускных сооружений с входными и выходными участками, а также отводящего тракта следует назначать из условия обеспечения необходимой транспортирующей способности потока, при этом:

• уклон дна сооружений принимают не менее среднего уклона подходного участка селевого русла, длина которого принимается равной не менее двадцати ширин селевого потока;
• ширина сооружений, как правило, принимается равной средней ширине селевого потока на подходном участке селевого русла;
• продольную ось селепропускного сооружения совмещают с динамической осью селевого потока; при необходимости поворота сооружения угол между осями принимается не более 8°;
• возвышение стен (перекрытий) селепропускных сооружений над максимальным уровнем селевого потока следует принимать равным 0,2 Hmax, где Hmax — максимальная глубина солевого потока, но не менее 1 м — для потков и не менее 0,5 м — для каналов.

Входной участок селепропускных сооружений рекомендуется ориентировать в плане таким образом, чтобы угол установки сопрягающих стенок по отношению к оси главного русла не превышал 11°. Возвышение стен над максимальным уровнем селевого потока на входных участках рекомендуется принимать не менее 0,5 Нmax.

СЕЛЕНАПРАВЛЯЮЩИЕ СООРУЖЕНИЯ

Селенаправляющие сооружения предусматривают для направления потока в селепропускное сооружение, отвода селевого потока от защищаемого объекта или предотвращения подмыва защищаемой территории.

Напорные откосы направляющих и ограждающих дамб рекомендуется крепить облицовкой из сборного или монолитного железобетона.

При односторонней защите берегов от размыва наносоводными селями рекомендуется применение шпор глухой или сквозной конструкции.

СТАБИЛИЗИРУЮЩИЕ СООРУЖЕНИЯ

Проектирование склоновых стабилизирующих сооружений (подпорных стен и дренажных устройств) осуществляют в соответствии с нормативными требованиями

Русловые стабилизирующие сооружения предусматривают в виде систем запруд, охватывающих все участки селевых русел данного бассейна.

Верхняя граница стабилизации русел определяется местоположением створа, выше которого расход дождевого паводка с вероятностью превышения 2% уже не превышает критический селеобразующий расход.

Нижняя граница стабилизации русел определяется уклоном i = 0,02, при котором селевые потоки уже не образуются.

При возведении запруд на нескальном основании для предотвращения подмыва сооружения рекомендуется устройство в нижнем бьефе контрзапруды высотой 0,25 Н на расстоянии 2 Н от основной запруды (Н — высота основной запруды над дном русла, м). Запруда и контрзапруда соединяются между собой продольными стенками.

Стабилизирующие сооружения должны рассчитываться на пропуск дождевого паводка с вероятностью превышения 2 %.

Для предотвращения подмыва бортов сооружения пропуск паводков через гребень запруды необходимо производить по специальному водосливному углублению, ширина которого обуславливается шириной пойменной части реки, а глубина — требованием пропуска расчетного дождевого паводка. Отверстия для выпуска воды в теле запруды располагаются в пределах горизонтальной проекции водосливного углубления.

Запруды следует рассчитывать на прочность и устойчивость как подпорные стены с учетом гидростатического и фильтрационного давлений воды и отложившихся наносов.

СЕЛЕПРЕДОТВРАЩАЮЩИЕ СООРУЖЕНИЯ

Террасы (террасы-каналы, нагорные каналы) применяются для уменьшения максимального расхода дождевых паводков путем:

• перехвата склонового стока и перевода его в грунтовый, либо
• медленного отвода его в сбросные каналы или русла.

Пропускная способность этих сооружений должна обеспечивать отвод паводка с вероятностью превышения 2 %.

Плотины применяют в условиях, когда очаг образования дождевого или гляциального селя находится ниже очага формирования селеобразующего паводка и между этими участками рельеф позволяет создать регулирующую емкость. Плотина должна быть оборудована выпуском воды, обеспечивающим автоматическое опорожнение регулирующей емкости с расходом, не превышаю­щим селеобразующий, а также катастрофическим водосбросом.

Требуемую вместимость регулирующей емкости следует определять объемом паводка с вероятностью превышения 1% за вычетом объемов, сбрасываемых в нижний бьеф в период аккумуляции этого паводка.

Водосбросы следует осуществлять для предотвращения прорыва озер. Тип водосброса (траншейный, сифонный, туннельный и др.) определяется строительными условиями и характером озерной перемычки.

Водосбросы рассчитывают на расход с вероятностью превышения 2 %.

Для защиты от селей часто используют бетонные и железобетонные материалы, но, несмотря на их надёжность и высокую прочность, это не всегда оправдано. Большинство районов, где зарождаются разрушительные селевые потоки, находятся в труднодоступной горной местности, вдалеке от основных транспортных магистралей. Доставка туда массивных железобетонных деталей, бетона, арматуры, а так же строительных механизмов бывает значительно затруднена, а иногда и вовсе невозможна.

Труднодоступность и удаленность сооружений для защиты от селей, предопределили преимущество использования для их строительства габионных конструкций. Габионные представляют собой короба из проволочной сетки, заполненные камнем, что буквально лежит под ногами в горах. Они весят немного, легко складываются и перевозятся, а их заполнение осуществляется при строительстве защиты.

Из коробчатых габионов можно возводить боковые части селепропускных русел в виде подпорных стен со ступенчатыми, наклонными или вертикальными лицевыми гранями. Дно таких русел укрепляют из матрасных габионов. Такие сооружения и их сопряжения друг с другом отличаются повышенной прочностью, надежностью и долговечностью, а для их возведения не требуется использование тяжелой строительной техники.

Габионные конструкции применяются в мире в области стабилизации эрозионных процессов любого рода уже более 100 лет.

Коробчатые габионы собираются в форме прямоугольного короба высотой 0,17 – 1,0 м., длиной 1,0 – 6,0 м, шириной 1,0 — 4 м. Для упрочнения конструкции и облегчения работы по укладке камня они разделяются перегородками (диафрагмами) на ячейки.

Плоские сетчатые габионы — матрацы Рено, Джамбо и др. изготавливаются из оцинкованной металлической сетки двойного кручения, в форме параллелепипеда небольшой высоты и с большой площадью поверхности основания. Заполняются такие габионы камнем, в процессе выполнения строительных работ. Они имеют шестигранные ячейки с цинковым или гальфановым покрытием. В агрессивных средах дополнительно можно использовать полимерное (ПВХ) покрытие.

Эфективным методом защиты от селевых потоков, является кольчужная сеть. Кольчужная сеть воспрепятствуют вывалам камня, и выдерживает значительно большие нагрузки, чем применяемые защитные тросы.

Сель способы защиты. Защита от селей

Защита от селей

На начальном этапе сель представляет собой внезапный скоростной сход водных масс из озер, расположенных высоко в горах. По мере спуска селевой поток наполняется твердой массой (грунтом, обломками горных пород, стволов деревьев, фрагментов разрушенных конструкций и др.) и превращается в грязевую смесь.

Сель характерен резким возникновением, внезапным подъемом уровня воды и способностью двигаться наплывами. Последствия схода селя сравнимы с ущербом после камнепадов, лавин или паводков.

Процесс разработки проектной документации защиты от селевой опасности включает в себя:

• изучение результатов изысканий;
• выезд на место предполагаемых работ;
• выбор варианта и разработка комплекса решений;
• конструирование.

Виды селезащиты

Мероприятия по защите от селей направлены на уменьшение или ликвидацию селевой опасности, иными словами – на управление селевым процессом.

Гибкие селебарьеры

Одним из наиболее эффективных способов селезащиты является установка гибких селеудерживающих барьеров из проволоки с кольцевыми ячейками с анкерными креплениями, которые останавливают селевые потоки и удерживают твердую часть селя в начале пути движения. Противоселевые барьеры устанавливаются в русле предполагаемого схода селя, перекрывая его путь. Возможны решения как с установкой одиночных заграждений, так и комплекса барьеров на всей площади селевой долины. Между нижним краем барьера и дном долины предусматривают расстояние для свободного прохода жидкой части селевого потока и беспрепятственного перемещения диких животных.

Селепропуски

Еще одним вариантом защиты от селей являются системы селепропускных каналов, позволяющих задавать направление потока. Они состоят из русла с бортами, выполненными из искусственных материалов (например, монолитных или сборных железобетонных конструкций) или каменной кладки. Во время схода селевой поток может беспрепятственно проходить по этому руслу через населенные пункты, не затрагивая расположенные в непосредственной близости здания и сооружения, а также защищая жизни людей. Размеры селепропускного канала определяются специализированными расчетами на основании предварительно проведенных инженерных изысканий.

Основные защитные мероприятия при селях

Для защиты населения при непосредственной угрозе и во время схода селевого потока необходимы следующие мероприятия:

· заблаговременная эвакуация населения транспортом;

· заблаговременная эвакуация населения пешим порядком;

· экстренная эвакуация населения;

· укрытие населения на верхних этажах зданий, сооружений, незатапливаемых участках местности;

· спасательные и другие неотложные работы;

· оказание экстренной и другой неотложной медицинской помощи.

Наиболее эффективным мероприятием по защите населения в условиях селевой опасности является предварительная эвакуация населения за пределы опасной зоны. При своевременном и организованном проведении эвакуации можно спасти не только все население, но и личное имущество граждан, а также государственные материальные ценности. Необходимые условия успешной эвакуации — своевременное составление краткосрочных прогнозов (от нескольких часов до 1—3 суток) и оперативное их доведение службами республиканских и территориальных управлений гидрометеорологических и контроля природной среды до руководителей, принимающих решения.

При заблаговременной эвакуации население на автотранспорте либо пешим порядком покидает опасный район и направляется к местам временного размещения, которые выбирают вблизи мест постоянного проживания, например, в той части этого же населенного пункта, которая находится вне зоны возможного прохождения селевого потока. В качестве мест временного размещения могут использоваться пригодные для этой цели общественные здания и сооружения (санатории, дома отдыха, школы).

Ввиду того, что здания и сооружения, попадающие в зону прохождения селевого потока, как правило, полностью разрушаются, необходимо при проведении заблаговременной эвакуации предусмотреть возможность вывоза из опасной зоны личного имущества граждан.

Население должно находиться в местах временного размещения до прохождения селевого потока либо до отмены штормового предупреждения.

При заблаговременной эвакуации автотранспортом население после оповещения собирает личные вещи и направляется к местам подачи автотранспорта. Если позволяет время, можно эвакуировать людей вместе с личным имуществом.

При заблаговременной эвакуации пешим порядком население самостоятельно направляется в заранее определенные места временного размещения.

Мероприятие «укрытие населения на верхних этажах зданий, сооружений и на незатапливаемых участках местности» целесообразно, когда времени на экс­тренную эвакуацию не хватает. Поэтому для укрытия населения выбирают ближайшие фундаментные здания и сооружения.

Для спасения населения, находящегося после прохождения селя на незатапливаемых участках и верхних этажах зданий и сооружений и неимеющего возможности выбраться оттуда, проводят спасательные и другие неотложные работы.

В интересах оказания экстренной медицинской помощи населению, пострадавшему при прохождении селя, развертываются медицинские формирования.

Лавины

Снежные лавины одно из природных явлений, порождаемых климатическими и геоморфологическими причинами и относящихся к числу опасных для населения.

Снежной лавиной называются снежные массы, низвергающиеся со склонов гор под действием силы тяжести. Лавина — это снежный обвал массы снега на горных склонах, пришедшей в интенсивное движение.

Сход снежных лавин опасен для населенных пунктов, же­лезных и автомобильных дорог, линий электропередач, трубопроводов. Опасность лавины заключается в большой кинетической энергии лавинной массы, обладающей огромной разрушительной силой.

В результате схода лавин гибнут люди, уничтожаются материальные ценности, парализуется работа транспорта, блокируются целые районы, могут возникать наводнения (в том числе прорывные наводнения) с объемом подпруженного водоема до нескольких миллионов кубометров воды.

В Европе ежегодно лавины разного вида уносят в среднем около 100 человеческих жизней.

Лавины образуются на безлесых склонах крутизной, начиная от 15-й и более. Оптимальные условия для образования лавин на склонах в 30—40°. При крутизне более 50° снег осыпается к подножию склона, и лавины не успевают сформироваться. Сход лавины начинается при слое свежевыпавшего снега в 30 см, а старого — более 70 см. Скорость схода лавины может достигать 100 м/с, а в среднем — 20—30 м/с.

Сели и селезащита

Александр Кривцов

Автор:
Александр Кривцов
Генеральный директор журнала “Инженерная защита”
Михаил Морозов
Кандидат геолого-минералогических наук, доцент

Горные страны, влекущие нас целительным воздухом, видами, курортами и романтикой, на темную сторону своей медали поместили обвалы, оползни, лавины и конечно же сели, или муры, – водно-грязевые или грязекаменные потоки, возникающие при резком насыщении почвы влагой и внезапном росте питания ручьев и рек.

Причиной возникновения селя чаще всего являются ливневые дожди, но также и таяние снега, землетрясения, прорывы ледниковых озер, а в районах вулканической активности «спусковым крючком» катастрофы порой становится внезапное таяние ледника под воздействием вулканического тепла или извержения. Возникновение селевого потока не всегда предсказуемо и часто происходит внезапно.

Сель по долине реки Актру (Алтай)

Скорость селя достигает 5–10 метров в секунду, он переносит обломки диаметром до 3–4 метров (до 100–200 т весом). В отечественной классификации гигантским считается сель, объем единовременного выноса которого превышает 10 млн кубометров. Катастрофические по масштабам сели сходили в Казахстане (1921 г., пострадало 7% населения Алма-Аты), Колумбии (1985 г., 20 тыс. жертв), Венесуэле (2000 г., тысяча погибших, 15 000 остались без крова), Гватемале (2005 г., до 3 тысяч погибших и пропавших без вести), Китае и других горных регионах мира. Крупные селевые явления обладают вековой периодичностью, полностью устранить их невозможно.

Свойства конкретного селевого потока зависят от его состава и плотности, которая может достигать средней плотности горных пород (2,5 т/м3). Характер движения воднокаменных селей ламинарный, т.е. аналогичен движению водных потоков: разные его слои движутся с разной скоростью, а распределение частиц по глубине неодинаково (обломки движутся в нижней части потока). Движение грязекаменных селей турбулентно: они однородны, имею большую вязкость и движутся не по законам гидравлики, а как вязкопластичные смеси (бетонный раствор).

Последствия селя в провинции Ганьсу, Китай

Для формирования селя в районах с сильно пересеченным горным рельефом достаточно суточного количества осадков 13–20 мм. На территориях с более низким рельефом требуется большее «вливание» осадков. Помимо форм рельефа на формирование селя сильно влияют дренажные свойства грунтов и источников их обводнения. Так, на Тянь-Шане, Забайкалье и Дальнем Востоке для появления селя достаточно 30–40 мм осадков в день. При этом суточные максимумы осадков в данных районах достигают значений в 1,5–5 раз больших, что превращает удобные для схода селей горные долины в мины замедленного действия, которые могут «сработать» практически в любой момент. Поэтому первым средством предупреждения селей становится карта прогноза селевых процессов.

Грязекаменный материал составляет до 75% селя, поэтому его воздействие на встреченные препятствия одновременно имеет черты наводнения (статическая нагрузка), внезапного водного потока (динамическая нагрузка) и камнепада или обвала (пульсационный характер).

Главной «слабостью» селя является его зависимость от рельефа: сель движется по руслам постоянных или временных водных потоков

Подобно водным потокам или оползням он имеет «область питания» – территорию, с которой происходит смыв рыхлых отложений и собирание водных потоков в один. Соответственно и борьба с селями производится по трем направлениям: 1) сокращение размера потенциальной области питания селя, 2) инженерная корректировка направления движения селевого потока, 3) понижение разрушительной силы потока. Эти направления, а особенно второе и третье, взаимосвязаны, поэтому инженерное обеспечение селевой безопасности является примером комплексной многоступенчатой инженерной защиты территорий.

Селезадерживающая плотина с пятью пропускными отверстиями (Трюбенбах, Каринтия, Австрия)

Хозяйственная деятельность человека, сокращающая лесные массивы на горных склонах, к сожалению, является одной из причин распространения селевых явлений. Голые склоны, не сдерживаемые растительностью рыхлые отложения, отсутствие препятствий, замедляющих водные потоки и мешающих им быстро формировать русла, создают удобную для селя обстановку. Поэтому первое направление инженерной защиты от селей состоит в преобразовании горных склонов в более селебезопасные. Для этого укрепляют грунты и создают лесные насаждения.

Классические сооружения, препятствующиt появлению селей, делятся на два класса: стабилизирующие (каскады запруд, подпорные стены, дренажные устройства, террасирование склонов, агролесомелиорация) и селепредотвращающие (регулирующие паводок плотины, водосбросы на озерных перемычках).

Средства инженерной защиты на путях вероятного схода селей представляют собой селепропускные сооружения (каналы, селеспуски, мосты), селенаправляющие и ограждающие дамбы и селезадерживающие водосбросные и сквозные плотины. Их задача – отвести «разбушевавшийся», т.е. превосходящий свою нормальную интенсивность, поток в сторону от населенных пунктов и объектов хозяйственной деятельности человека, ослабить энергию потока («преградить ему путь»), рассредоточить массу потока. Сооружения могут строиться из железобетона, бетона, камня и даже грунтовых материалов.

Классические противоселевые сооружения принимают на себя большую долю удара стихии, что является их недостатком: они подвержены разрушению, в т. ч. внезапному, и неуклонно изнашиваются. При этом именно в силу высоких требований по защите они представляют собой масштабные сооружения, которые не могут быстро или регулярно заменяться или перестраиваться.
Для «точечного» пропуска селя, например через дорогу, канал, газопровод или иной линейный объект, достаточен укрепленный селеспуск (при этом недопустимо использование труб, которые могут быть легко замурованы грязекаменным материалом селя). В случае площадных объектов (населенный пункт, предприятие) необходимо строительство канала для направления селя через объект либо для его отвода в сторону. Критическим здесь является угол разворота между динамической осью селя и осью селепропускного сооружения: превышение критического расхождения в восемь градусов может превратить канал в дамбу, которая принимает на себя энергию селя и может разрушиться либо иметь недостаточную высоту. На входных участках сооружений высота стен сооружений должна превышать глубину селя минимум в полтора раза, а ниже по ходу движения селя – по крайней мере на 20%.

Одним из инновационных решений в области защиты от селей стало внедрение сквозных заграждений из стальных стержней или сеток, которые позволили разделить общую задачу борьбы с селем на отдельные проблемы, которые могут решаться «малой кровью».

Объемное стержневое заграждение

Сквозные заграждения принимают на себя механическое воздействие обломочной части селевого материала

При этом крупность задерживаемого обломочного материала выбирается непосредственно человеком, поскольку определяется размером ячеи. Прошедший сквозь барьер поток устремляется вниз ослабленным и обедненным наиболее крупными обломками, что снижает воздействие на следующие барьеры. Таким образом, с введением сквозных заграждений небольшого размера, расположенных в местах зарождения селей, впервые появилась возможность поэтапно «отбирать» у селя его разрушительную силу и, по сути, программировать характер его ослабевания по мере распространения вниз по руслу. Важна и простота установки сеточного заграждения в сравнении со стационарным бетонным барьером, а значит, снимается острота проблем при замене или ремонте изношенной конструкции.

Сетка из колец ROCCO® и кольца амортизаторы

Установка гибких сквозных заграждений на основе сеток позволяет минимизировать расходы на инженерные мероприятия при создании разветвленной системы защиты большой территории. Сквозные заграждения могут устанавливаться каскадами и ослаблять потоки в областях их формирования на уровнях выше точек соединения потоков в один, более разрушительный поток, который сложнее остановить. Фактически, грамотному размещению селезащитных сооружений предшествует динамическое моделирование всего горного склона с учетом скоростей движения потоков, количества переносимого ими материала и направлений возможного перемещения обломочной массы.

Несомненным мировым лидером в строительстве селезащитных гибких барьеров стала швейцарская компания Geobrugg

Успешность инженерных решений Geobrugg основана на трех основных аспектах: использование современных материалов, математическое моделирование и натурные масштабные испытания.

Отправной точкой решений Geobrugg стала высокопрочная стальная проволока. Она характеризуется высокой устойчивостью на срез, отличными энергопоглощающими свойствами и долголетием при минимальном обслуживании. Это позволило фирме установить мировые рекорды: например, задержать 20-тонный бетонный блок, падающий на скорости 103 км/ч! Благодаря технологии антикоррозийного покрытия GEOBRUGG SUPERCOATING® и алюмо-цинковому покрытию последнего поколения GEOBRUGG ULTRACOATING® конструкции служат в шесть-десять раза дольше, чем просто оцинкованные.

Противоселевой барьер в русле ручья Грёнбах в Мерлигене

Geobrugg совместно с WSL разработал две компьютерные программы, позволяющие рассчитать требуемые параметры барьеров в зависимости от характеристик селевого потока и рельефа. Бесплатно распространяемая программа DEBFLOW позволяет производить расчеты для определения реакции и взаимодействия всех компонентов противоселевых барьеров. Программа основана на десятках натурных испытаний в масштабе 1:1 и результатах лабораторных исследований.

Сквозное противоселевое заграждение на основе сетки

Программный комплекс FARO предназначен для моделирования противоселевых систем. С помощью этой программы можно моделировать воздействие на барьер не только селей, но и камнепадов, лавин и снежных оползней.

Характеристики защитных систем Geobrugg не только рассчитываются на компьютере. Фирма тестирует конструкции на ударопрочность и прочность на разрыв в соответствии с самыми строгими нормативами в масштабе 1:1. При этом заявленные параметры всех компонентов систем регулярно проверяются в тестах независимых институтов.

Самый большой гибкий селезащитный барьер в Швейцарии был смонтирован фирмой Geobrugg в русле горного ручья Хюпбах в долине Зимменталь. В девяностые годы после сильных ливней по руслу Хюпбах сходили мелкие оползни и селевые потоки, которые иногда блокировали шоссе и даже железную дорогу в Обервиле. Чтобы исключить возможность неприятностей в будущем, Техническая служба Обервиля спланировала установку двух гибких систем задержания. Стоимость строительства в 2,5 млн швейцарских франков была покрыта правительством и кантоном Берн. Система рассчитана на трехсотлетнюю службу!

Параметры противоселевого барьера:

• ширина до 40 м
• высота h=14 м
• пиковая нагрузка (вода и грязекаменный материал): 350 м 3 /с
• расчетный объем первой волны селя: V=5000 м 3
• наклон русла ручья: 25%
• объем задерживаемого селя: 13 000 м 3

Еще одна интересная система была установлена в 2013 году в русле ручья Грёнбах в Мерлигене. Система предназначена для защиты от селей и завалов сплавного леса. Расчетный объем задержания приблизительно 12 000 м3.

Параметры противоселевого барьера:

• высота барьера – 6,5 м
• Площадь: 110,5 м2

Несмотря на то что сели по-прежнему остаются чрезвычайно грозным явлением природы, у человечества накопился серьезный опыт борьбы с ними и защиты населенных районов. Многообразие приемов ослабления селевых потоков, отведения их в безопасное русло, постоянное совершенствование технологий и использование новых материалов позволяет надеяться, что урон от этого стихийного бедствия будет уменьшаться с каждым годом.

Защита населения от последствий селевых потоков

Урок 18. ОБЖ 7 ФГОС

Конспект урока «Защита населения от последствий селевых потоков»

Основными поражающими факторами селевого потока являются удары движущихся масс горных пород, а также заливание этими массами того или иного пространства. В результате происходят гибель людей и животных, разрушения зданий и других сооружений, скрытие толщами пород населенных пунктов, объектов экономики, сельскохозяйственных и лесных угодий, перекрытие русел рек и путепроводов, изменение ландшафта.

Защита населения от последствий селей осуществляется различными способами. Так, например, организационно-хозяйственные и охранно-ограничительные меры запрещают строительство промышленных предприятий, жилых зданий и сооружений, а также автомобильных и железных дорог в руслах селевых бассейнов без организации надёжной защиты от селевых потоков.

А к защитным мерам относится возведение противоселевых инженерных и гидротехнических сооружений.

Противоселевые сооружения по характеру воздействия на селевые потоки подразделяются на селерегулирующие, селеделительные, селесдерживающие и селетрансформирующие

Данные объекты предназначены для задержания селевых выносов выше защищаемого объекта, для отвода селевого потока от объекта, а также для защиты объекта от ударного воздействия селевого потока.

Самым распространённым защитным сооружением является селевая плотина или дамба. Её основное предназначение — сдерживание большого объёма твёрдого стока селя.

На прошлом уроке мы с вами рассматривали последствия катастрофического селя, обрушившегося 8 июня 1921 года на город Алма-Ату. Давайте вспомним, что тогда затяжные проливные дожди спровоцировали сход селевых потоков высотой с двухэтажный дом и шириной более 200 метров. Первая волна прошла через город из конца в конец, разрушая всё на своём пути. Общий вес камней, принесённых селями в город, составил более 3 миллионов тонн. Тогда погибло более 500 человек, сотни жителей города получили травмы.

А 7 июля 1963 года примерно в сорока километрах от Алма-Аты сошёл мощный селевый поток из верховьев реки Иссык. Он разрушил естественную плотину в западной части одноимённого озера, опустошив водоём. Селевый поток унёс около 1000 жизней и стал причиной значительных разрушений в городе Иссык. Селем были снесены пионерские лагеря, дома отдыха, целые улицы и кварталы. Иссыкский сель 1963 года был одним из самых крупных и разрушительных селевых потоков на территории бывшего СССР.

Под непосредственным впечатлением от иссыкской катастрофы, а также в историческом контексте малоалматинского селя 1921 года, в Алма-Ате во второй половине шестидесятых годов были проделаны беспримерные в истории Казахстана работы по защите бывшей столицы республики от селей. В 1966 г. и 1967 г. двумя направленными взрывами была насыпана гигантская селезащитная плотина, строительство которой было завершено в 1970 году.

Насколько оправдано было это строительство стало ясно уже через три года, когда 15 июля 1973 плотина сдержала мощнейший сель, многократно превосходивший по силе все прежние сели.

Кроме сооружения плотин или дамб, задержание селевых выносов может осуществляться устройством запруд. Они могут устраиваться из камня, бетона, железобетона, металлов и других материалов в виде глухих или решётчатых стенок, перегораживающих русло. Ещё одно мерой является сооружение котлованов-наносоуловителей, которые уменьшают скорость селевого потока. Помимо этого, возводятся и простейшие защитные сооружения. Например, на склонах до 10 о сооружаются горизонтальные валы-канавы.

А на склонах крутизной от 10 о до 30 о возводятся ступенчатые террасы с широким основанием (до 3,5—4 метров).

Для защиты населения от последствий селей также принимаются и профилактические меры. Например, это может быть ликвидация искусственных или естественных водоёмов, прорыв которых может привести к образованию селевого потока. Сюда же относятся устройство канализационных каналов и предварительный сброс воды из горных озёр до наступления селеопасного периода. А также уменьшение водной составляющей селя за счёт регулирования скорости снеготаяния. Для этого в определённых местах над снежным покровом распыляется каменноугольная пыль или сажа, что ускоряет снеготаяние на 15—20 суток. В результате общий поверхностный сток воды снижается за счёт сброса её небольшими объёмами. Также проводится укрепление земли на склонах гор.

Наиболее эффективным мероприятием по защите населения в условиях селевой опасности является эвакуация за пределы опасной зоны. Необходимым условием успешной эвакуации является своевременное прогнозирование селевых процессов. Прогнозы принято делить на долгосрочные (они даются на несколько лет), краткосрочные, которые охватывают временной интервал от нескольких недель до нескольких месяцев, и экстренные (даются за несколько часов, а иногда и минут, до схода селя).

Информация об угрозе схода селя поступает от наблюдательных постов и станций гидрометеослужбы в местные органы управления, а затем, в случае опасности, задействуется система оповещения населения.

В случае угрозы возникновения чрезвычайной ситуации специалисты МЧС разработали ряд рекомендаций населению, проживающему в селеопасных районах. Приведём некоторые из них.

Итак, услышав сигнал оповещения, включите местный теле- или радиоканал и прослушайте сообщение о характере угрозы и порядке действий.

Если позволяет время, то быстро соберите документы, деньги и ценные вещи.

Подготовьте одежду, медикаменты, продукты питания и запас питьевой воды

Покидая дом при заблаговременной эвакуации не забудьте отключить электричество, газ и воду

Плотно закройте двери, окна и вентиляционные отверстия

Взяв всё самое необходимое, направляйтесь в пункт эвакуации

Или самостоятельно покиньте опасную зону

Для экстренного выхода из опасной зоны необходимо знать пути в ближайшие безопасные места. Естественными безопасными местами являются склоны гор и возвышенности.

Нельзя двигаться по долинам, ущельям, так как в них могут образовываться дополнительные русла основного селевого потока.

Помните! Из двигающегося с большой скоростью селевого потока на значительные расстояния могут выбрасываться камни огромного размера и массы, что опасно для жизни.

В случае захвата человека потоком селя, необходимо попытаться оказать пострадавшему помощь всеми имеющимися средствами (шесты, канаты, палки и тому подобное). Выводить пострадавшего из потока нужно по направлению движения селя с постепенным приближением его к краю.

Поскольку селевые потоки возникают преимущественно в горной местности, куда помощь из-за разрушения дорог часто приходит с опозданием, то спасшиеся люди должны постараться самостоятельно оказать первую помощь пострадавшим.

Так, если люди оказались завалены грунтом либо им нанесены травмы, то необходимо быстро оказать медицинскую помощь, а при необходимости — сделать искусственное дыхание и массаж сердца.

После того, как угроза спала, возвращайтесь в дом с осторожностью, убедившись, что он не рухнет из-за повреждений.