Главная Случайная страница



Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника







Очаги поражения стихийных бедствий в гидросфере





Очагом поражения при наводнении называется территория, в пределах кото­рой произошли затопления местности, повреждения и разрушения зданий, со­оружений и других объектов, сопровождающиеся поражениями и гибелью лю­дей, животных и урожая, порчей сырья, топлива, удобрений, продуктов пита­ния.

Масштабы наводнений зависят от высоты и продолжительности стояния опасных уровней воды, площади затопления, времени затопления (весной, ле­том, осенью, зимой).


Я - треугольное русло; б - трапецеидальное русло

Рис. 15.5. Расчетная схема сечения реки


Схематически сечение русла реки можно представить либо треугольным либо трапецеидальным, как изображено на рис. 15.5 [24].


Исходные данные для определения очага поражения при наводнении: ши­рина реки до паводка b0 (м); ширина дна реки а0 (м); глубина реки до паводка h0 (м); скорость течения реки у# (м/с); интенсивность дождя J (мм/ч); площадь вы-падения осадков F (км2 ); высота места hм (м); глубина затопления h3, (м); пара­метр профиля реки М = 1,4 (трапеция), М = 2 (треугольник); расход воды до вы­падения осадков Q0 3/с); а, /? - угол наклона береговой черты; tga = 2h0/b0-треугольное русло, tga =2h0/x0- трапецеидальное русло; хо=фо~ а0)/2.

Расход воды в реке до наступления наводнения (паводка) определяют по формуле (м3/с)


Qo=v0So


(15.10)


где щ - скорость воды в реке до наступления паводка, м/с; S0 - площадь сечения русла реки до паводка, м2; S0 = 0,5boho - для треуголь­ного сечения, S0 = 0,5(а0+ b0)h0 - для трапецеидального сечения.

Подставляя в формулу (15.10) значение S0, получим расход воды в реке

(15.11)

Расход воды после выпадения осадков (таяния снега) и наступления поло­водья (паводка) рассчитывается по формуле (м3/с)


Qmax = S'tW ИЛИ


(J'F)/3,6


(15.12)


где S - площадь поперечного сечения потока при паводке, м2; максимальная скорость потока, м/с;

 

(15ЛЗ)

где J - интенсивность осадков (таяния снегов), мм/ч; F - площадь выпаде-ния осадков (таяния снега), км2 . Высота подъема воды в реке при прохождении паводка (м) определяется по формулам



- для треугольного русла


h =


-/V


- для трапецеидального русла


h =


2Qmaxl[bJ2ctga

0


3/8


Ictga


(15.15)



Максимальная скорость потока воды при прохождении паводка (м/с)


S

Qmax =

-ь—'lllclA.


Qmax

max


(15.16)


где Smax - площадь поперечного сечения потока при прохождении паводка, м/с, определяемая по формулам треугольного и трапецеидального сечения, в которые вместо hoподставляется h, а вместо bo - b.

Поражающее действие паводка определяется глубиной затопления h3 (м) и максимальной скоростью потока затопления Ьз (м/с), которые определяются по формулам

h3= h-hM (15.17)


v3=vmK-f


(15.18)


где f - параметр удаленности объекта от русла реки.

Параметр удаленности объекта от русла реки fопределяется по данным табл. 15.10 в зависимости от параметра М, характеризующего профиль русла реки: М=1,25 - для трапецеидального профиля; М= 1,5 - для овального; М = 2,0- для треугольного профиля и отношения h3/h.

Таблица 15.10 - Значения параметра удаленности объекта от русла реки f

 

3/h М=1,25 М = 1,5 М = 2,0
,1 ,20 ,23 ,30
,2 ,38 ,43 ,50
,4 ,60 ,64 ,72
,6 ,76 ,84 ,96
,8 ,92 ,05 ,18
,0 ,12 ,20 ,32

Ширина затапливаемой территории при прохождении паводка LN (м) рас­считывается по формуле


h

(15.19)

sin a

где h - высота подъема воды в реке, м;

а - угол наклона береговой черты. Поражающее действие волны затопления оценивают по табл. 15.11.

ззо


Таблица 15.10 - Параметры волны затопления

 

 

 

Объект Степень разрушения
сильная средняя слабая
, м/с л м/с , м/с 0, м/с , м/с л м/с
Здания: - кирпичные   ,5        
- каркасные ,5         1,5
Мосты: - деревянные       ,5   0,5
- металлические           0,5
- железобетонные           0,5
Дороги: - с асфальто­вым покрытием       ,5  
- с гравийным покры­тием ,5     ,5 ,5 0,5
Пирс         ,5
Плавучий док       ,5   1,5
Плавучий кран       ,5 ,5 1,5

В отличие от волны прорыва, наводнение и паводок оказывают более про­должительное действие, усугубляющее первоначальное разрушающее воздей­ствие волны прорыва, как показано в табл. 15.12

Таблица 15.12 - Доля поврежденных объектов на затопленных площадях при крупных наводнениях, скорость потока затопления щ = 3...4М/C (%)



 

 

Объект Часы
Затопление подвалов
Нарушение дорожного движения
Разрушение уличных мостов   - 3,
Смыв деревянных мостов -
Разрушение кирпичных зданий - -
Прекращение электропитания
Прекращение телефонной связи
Повреждение систем газо- и тепло­снабжения - -
Гибель урожая - - - -

Примечание. При щ = 1,5...2,5м/сприведенные в таблице значения надо умно­жить на 0,6; при «з = 4,5...5,5 м/с- на 1,4

При определенных скоростях водного потока разрушаются транспортные


пути, плотины и дамбы (табл. 15.13,15.14).

Таблица 15.13 - Условия разрушений транспортных сооружений в зависимости от глубины А и скорости водного потока v

 

 

 

Объект Разрушения
сильные средние слабые
h, м », м/с h, м », м/с h, м », м/с
Металлические мосты и путепроводы с пролетом 30... 100 м   0,5
То же, более 100 м 2,5 0,5
Железобетонные мосты 1,5 0,5
Деревянные мосты 1,5 0,5
Дороги с асфальтобетонным покры­тием   1,5
Дороги с гравийным покрытием 2,5 1,5 0,5 0,5
Промышленные объекты с легким каркасом 2,5
Промышленные объекты с ж/б каркасом 1,5
Кирпичные дома 1...2 этажа 2,5
Кирпичные дома 3 и более этажей 2,5 2,5 1,5
Деревянные дома 3,5 2,5 1,5
Сборные дома 2,5 1,5 1,5
Пирс 2,5
Мосты 1-2 1,5-2 0,5   -

Таблица 15.14 - Условия разрушения плотин и дамб при толщине слоя во­ды h и длительности перелива т

 

Объекты h, м т, ч
Плотины из местных материалов:    
с защитным покрытием
с нормальным покрытием 2,5
Земляные дамбы:    
с защитным покрытием
без покрытия 1,5

Пример 15.4.Определить последствия паводка, вызванного ливневыми до­ждями, для предприятия, расположенного на берегу реки. На территории пред­приятия имеются деревянные одноэтажные дома и трехэтажное администра­тивное здание. Интенсивность осадков J = 50 мм/ч, площадь выпадения осадков F = 150 км2 . Ширина реки b0 = 100 м, глубина h0 = 2,5 м, скорость течения реки v0 = 1 м/с. Русло реки треугольное, угол наклона берегов а = (3 = 45°. Высота места hм= 2 м.

Решение.Определим расход воды в реке до выпадения осадков по формуле (15.11)


Qo =V2 ho• b0- v0 = V?2,5-\00-l = 125 м3/с

Определим расход воды после выпадения осадков по формуле (15.12) max=Q0+ (JF)/3,6= 125 + (50-150)3,6 = 2208,3 м3

Определим высоту подъема воды при прохождении паводка по формуле

(15.14) для треугольного русла


h =


» 5/3

ЬгЛ


3/8


-к=


2-2208,3-^2^ 100-1


3/8


М


Определим максимальную скорость потока в русле реки по формуле

(15.13)


9 =

max


К


'


2,5 4


= 2,1м/с


Рассчитаем отношение h3/h = (h - ho)/h = (4,8 - 2)/4,8 = 0,6. По табл. 15.10 найдем значение параметра удаленности объекта от русла реки (для М=2) F= 0,96.

Определим максимальную скорость потока затопления по формуле (15.18)

= 2,1-0,96 = 2 м/с

Определим глубину затопления по формуле (15.17) h3 = h-hм = 4,8-2 = 2,8 м

Поражающее действие паводка определяем по табл. 15.13, принимая высо­ту воды 2,8 м и скорость потока 2 м/с.

Вывод. Сборные деревянные дома получат сильные разрушения, кирпич­ные здания - средние разрушения.

При землетрясениях и извержениях вулканов в океане, а также при под­водных ядерных взрывах возможны такие колебания воды, которые при подхо­де к мелководью образуют волны — цунами. Чем больше магнитуда М, тем больше высота цунами.

Скорость распространения волн-цунами рассчитывается по формуле (м/с)

(15.20)

где g — ускорение силы тяжести, м/с ;

ззз


Н0 — глубина океана в эпицентре землетрясения, м. Время подхода волны к побережью можно определить из выражения (ч)


tn=R/v,


(15.21)


где R - расстояние до эпицентра землетрясения, км. Высота волны у побе­режья определяется по формуле


O


?


(15.22)


где h0 - высота волны в океане, м; Н0 - глубина океана в эпицентре, м; Н — глубина акватории у побережья, м.

Степени разрушения (сильная, средняя, слабая) в зависимости от высоты волны приведены в табл. 15.15.

Таблица 15.15 - Степени разрушения объектов от волн-цунами

 

 

Объект Разрушения
сильные средние слабые
Здания с ж/б каркасом 4,5
Цех промышленный 7,5
Кирпичные дома в 1-3 этажа  
Кирпичные дома 4 и более этажей 2,5
Деревянные дома 3,5 2,5
Суда

Крупные суда при угрозе цунами выводят в море, маленькие - закрепляют на берегу, людей эвакуируют на возвышенные места, на расстояние более 3 км от берега.

Пример 15.5.В результате землетрясения в океане на глубине 6000м воз­можно формирование волны-цунами высотой 2 м. Расстояние до берега 9000 км. Глубина океана у побережья 20 м. Определить скорость, высоту и время прихода волны к побережью, а также степень разрушения кирпичных домов до 3 этажей.

Решение.Определяем скорость волны по формуле (15.20)

= Jg-Ho =-79,8-6000 = 242м / с

Определяем время прихода волны к побережью по формуле (15.21)


tn=R/v = 9000000/242 = 10 ч Определяем высоту волны у побережья по формуле (15.22)



o

 


Результат воздействия волны высотой 8,3 м на объекты определим по табл. 15.15.

Вывод. Дома будут иметь сильные разрушения.

Задачи

1 Магнитуда в эпицентре землетрясения равна 6 баллам. Рассчитать энер­
гию и интенсивность землетрясения на расстоянии 50 км. Определить мини­
мальный предел устойчивости и характер разрушения одноэтажных деревян­
ных и многоэтажных кирпичных зданий при природном землетрясении.

2 Рассчитать избыточное давление ударной волны при взрыве емкости с
углеводородным готом 500 км определить соответствующий балл интенсивно­
сти землетрясения и оценить характер разрушения объекта, на котором имеют­
ся одноэтажные кирпичные производственные здания и многоэтажное админи­
стративное здание. Расстояние от объекта до эпицентра 200 м.

3 Оценить обстановку и степень разрушения малоэтажных кирпичных зда­
ний на расстоянии 70 км от эпицентра землетрясения интенсивностью 7 баллов.
Рассчитать время прихода продольных и поверхностных сейсмических волн.
Глубина гипоцентра 30 км. Дома построены на насыпном грунте (осадочных
породах).

4 Определить расстояние, на котором в населенном пункте, состоящем из
одноэтажных кирпичных домов, произойдут разрушения не выше слабых. Ин­
тенсивность в эпицентре 10 баллов.

5 В регионе с плотной жилой застройкой, состоящей из многоэтажных
кирпичных домов (3...5 этажей) и деревянных одноэтажных домов, ожидается
ураганный ветер с максимальной скоростью 35 м/с. Общее количество людей,
находящихся в зданиях, 800 человек. Оценить последствия урагана для региона.

6 Произошло землетрясение в океане на глубине 5000м, которое вызвало
волну-цунами высотой 1,5 м. Расстояние от эпицентра до берега 5000км, глу­
бина океана у побережья 25 м. Рассчитать скорость прихода, высоту и время
прихода волны-цунами к побережью. Оценить последствия ее воздействия на
промышленное предприятие, на котором имеется административное кирпичное
здание малой этажности, складские деревянные помещения и промышленные
цеха.









Date: 2015-07-01; view: 1104; Нарушение авторских прав



mydocx.ru - 2015-2021 year. (0.02 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию