Реферат
По дисциплине «Основы научных исследований»
На тему: «Проблема последствий паводкового наводнения и меры по защите населения и объектов РС(Я)»
Выполнил: студент Инженерного факультета
группы ПО-17 Тимофеев Денис
Проверил: Корякин Александр Кимович
к.т.н., доцент кафедры ЭО АПК
Якутск 2019г.
Содержание:
Введение………………………………………………………………………………………..3-4
Глава 1.Характеристика фактора внешних воздействий при ЧС
1.1. Общие сведения о наводнениях ………...……………………………………………….5-6
1.2. Наводнения в период весеннего половодья на равнинных реках………………….…..6-8
1.3. Размер и ущерб, наносимый наводнениями ………………………………………..……. 9
Глава 2.Меры по защите населения и объектов
2.1. Мероприятия по защите населения и территорий, проводимые заблаговременно в режиме повседневной деятельности……………..………………………………….………...10
2.2. Мероприятия по защите населения и территорий, проводимые заблаговременно в режиме повышенной готовности (при непосредственной угрозе наводнения)…………………………………………….……………………………………10-11
2.3. Мероприятия по защите населения и территорий, проводимые при возникновении наводнения в чрезвычайном режиме………………….…………………………………...11-12
Глава 3.Ликвидация последствий наводнения ………….. ……………………………........13
Заключение………………………………………………………………….…………………..14
Библиография…………………...…………………………………………...…….....................15
Приложение:Рекомендации населению, проживающему в зонах возможных наводнений…………………………..…..……………………………………………………...16
Введение
Данная работа – о воде, но о той воде, которая порой является врагом человека и воспринимается им как стихийное бедствие. Речь пойдёт о наводнениях на берегах рек и озёр, которые на протяжении всей истории человека приносили и продолжают приносить значительный материальный и моральный ущерб. Коротко сказать, что такое наводнение, довольно трудно. Разные специалисты вкладывают в это понятие неодинаковый смысл. Под наводнением понимается затопление водой прилегающей к реке или озеру местности, которая причиняет материальный ущерб, наносит урон здоровью населения или приводит к гибели людей.
По данным ООН с 1978г. во всём мире от наводнений пострадало более 150млн человек. Статистика свидетельствует и о другом: по повторяемости, площади распространения и суммарному среднегодовому материальному ущербу. Наводнения занимают первое место в ряду известных стихийных бедствий. Что же касается человеческих жертв и удельного материального ущерба (то есть ущерба, приходящегося на единицу поражённой площади), то в этом отношении наводнения занимают второе место после землетрясений. Наводнения как стихийное бедствие не могут быть целиком предотвращены везде и повсюду. Их можно только ослабить и локализовать. Борьба с наводнениями – дело весьма трудоёмкое и дорогостоящее.
Изучением наводнений как стихийных природных явлений занимается в основном гидрологическая наука. За последние годы учёными-гидрологами много сделано для познания этого явления. Так, например, созданы методы инженерных расчётов максимальных уровней и расходов воды при наводнениях редкой повторяемости. В стране успешно функционирует служба информации и прогнозов наводнений. Выявлены и учтены все города и рабочие посёлки, подвергающиеся наводнениям, для каждого из них установлен уровень воды, с превышением которого начинается затопление.
Для наводнения в целом, как и для любого другого стихийного бедствия, характерна чрезвычайная динамичность природных процессов, неопределенность времени и места наступления, неоднозначность последствий.
Защита населения, окружающей среды и объектов хозяйствования от чрезвычайных ситуаций и последствий, вызванных ими, является одной из приоритетных областей проведения государственной политики Республики Саха (Якутия).
Закон Республики Саха (Якутия). «О чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера» регулирует общественные отношения на территории Республики Саха (Якутия) по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.
Чрезвычайная ситуация - обстановка на определенной территории, возникшая в результате аварии, бедствия или катастрофы, которые повлекли или могут повлечь гибель людей, ущерб их здоровью, окружающей среде и объектам хозяйствования, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности населения.
Чрезвычайные ситуации природного характера - чрезвычайные ситуации, вызванные стихийными бедствиями (землетрясениями, селями, лавинами, наводнениями и другими), природными пожарами, эпидемиями и эпизоотиями, поражениями сельскохозяйственных растений и лесов болезнями и вредителями; По масштабу распространения и объему причиненного ущерба чрезвычайные ситуации природного и техногенного характера подразделяются на объектовые, местные, региональные и глобальные.
Предупреждение чрезвычайных ситуаций - комплекс мероприятий, проводимых заблаговременно и направленных на максимально возможное уменьшение риска возникновения чрезвычайных ситуаций, сохранение здоровья и жизни людей, снижение размеров ущерба и материальных потерь.
Ликвидация чрезвычайных ситуаций - спасательные, аварийно-восстановительные и другие неотложные работы, проводимые при возникновении чрезвычайных ситуаций и направленные на спасение жизни и сохранение здоровья людей, снижение размеров ущерба и материальных потерь, а также на локализацию зон чрезвычайных ситуаций.
Целью работы является разработка мероприятий по защите людей, производственных объектов, их устойчивому функционированию и готовности к ликвидации ЧС, возникшей в результате паводкового наводнения.
Цель работы достигается моделированием ЧС, определением превалирующего поражающего фактора, характеризующего очаг, оценке его масштабов и действиям по предупреждению и ликвидации, защите персонала объекта.
Гипотеза: Если изучить природу возникновения стихийного бедствия – паводкового наводнения, то можно разработать мероприятия по защите людей, производственных объектов, их устойчивому функционированию и готовности к ликвидации, а также разработать систему мероприятий направленных на предотвращение или снижение вероятности возникновения паводкового наводнения, а также на уменьшение последствий наводнения.
Глава 1. Характеристика фактора внешних воздействий при ЧС
1.1.Общие сведения о наводнениях
Стихийные действия сил природы, пока еще не в полной мере подвластные человеку, наносят экономике государства и населению огромный ущерб. Стихийные бедствия — такие явления природы, которые вызывают экстремальные ситуации, нарушают нормальную жизнедеятельность людей и работу объектов. Наиболее распространённые стихийные бедствия — землетрясения, наводнения, паводки, селевые потоки и оползни, снежные лавины, бури и ураганы, пожары. Стихийные бедствия возникают внезапно и носят чрезвычайный характер. Они могут разрушать здания и сооружения, уничтожать ценности, нарушать процессы производства, вызывать гибель людей и животных.
Наводнение - это интенсивное затопление большой территории водой выше ежегодных уровней, одно из стихийных бедствий. Отмечается при половодьях, паводках, прорывах дамб и плотин.
Возникновению весенних наводнений содействуют многоснежные зимы без оттепелей, позднее в дружное таяние снега одновременно со значительным выпадением осадков.
Ущерб, причиняемый наводнением, связан с целым рядом поражающих факторов, важнейшими из которых являются:
· быстрый подъем воды и резкое увеличение скорости течения, приводящие к затоплению территории, гибели людей и скота, уничтожению имущества, сырья, продовольствия, посевов, огородов и т. п.;
· низкая температура воды, пребывание в которой людей может приводить к заболеваниям и гибели;
· снижение прочности и срока службы жилых и производственных зданий;
· смыв плодородной почвы и заиливание посевов.
Половодье - это относительно продолжительное увеличение водности реки; которое ежегодно повторяется в один и тот же сезон и сопровождается высоким и длительным подъёмом воды, обычно выходом её из русла на пойму. Продолжительность (30 - 120 суток) зависит от запасов снега, глубины промерзания почвы, температуры воздуха, размеров реки, заболоченности, лесистости и озёрности водосбора и других факторов. На севере и северо-востоке максимальные уровни подъёма на средних реках 4 - 6,5 м, на малых 2,5 - 3,5 м, подъём длится 15 - 20, спад 36 - 40 суток.
В половодье повреждаются сооружения в поймах рек, размываются берега, иногда покрываются песком ценные сельскохозяйственные угодья. Наибольшие половодья приводят к наводнениям, считаются стихийными бедствиями. Чтобы избежать затопления, осуществляют обвалование рек, строительство польдеров, плотин и водохранилищ. Учёт весеннего подъёма уровней рек необходим при проектировании и эксплуатации мостов, плотин, дамб и других народно-хозяйственных объектов в долинах рек, при эксплуатации водохранилищ и водопользовании.
Паводок - сравнительно кратковременное и непериодическое поднятие уровня воды в реке, возникающее в результате быстрого таяния снега при оттепели, ледников, обильных дождей, попусков воды из водохранилищ. В отличие от половодий паводки случаются в любое время года. Если паводок образуется вследствие быстрого увеличения расхода воды на отдельном участке реки, то он распространяется вниз по течению с большой скоростью, достигающей на равнинных реках скорости 5 км\час, на горных – 45 км\час. Высота такого паводка вниз по течению обычно убывает, но продолжительность увеличивается. Значительный паводок может вызвать наводнение.
1.2.Наводнения в период весеннего половодья на равнинных реках
Для весенней поры, когда только начинается таяние снега, особенно характерна неустойчивость погодных условий. Оттепель неожиданно сменяется морозами и совсем зимними вьюгами.
При изучении половодий учёные выделяют перечень переменных по времени основных факторов, обуславливающих высоту весеннего половодья:
· Запас воды в снежном покрове перед началом весеннего таяния;
· Атмосферные осадки в период снеготаяния и половодья;
· Осеннее - зимнее увлажнение почвы к началу весеннего снеготаяния;
· Глубина промерзания почвы к началу снеготаяния;
· Ледяная корка на почве;
· Интенсивность снеготаяния;
· Сочетание волн половодья крупных притоков бассейна.
Последние два фактора почти не влияют на объём весеннего половодья и учитываются лишь при прогнозе максимума половодья.
Рассмотрим каждый фактор, обуславливающий объём весеннего половодья, в отдельности. Это важно для понимания того, при каких условиях бывают наводнения, как составляется прогноз высоты и объёма половодья и т.д.
Запасы воды в снежном покрове.
Первый выпавший снег редко остаётся на зиму. Обычно в предзимье снег выпадает два-три раза и тут же тает. При этом увлажняется верхний слой почвы, что во многом определяет потери стока половодья.
Определение истинной величины снегозапасов в бассейне сопряжено с немалыми трудностями. Ведь снег залегает на местности крайне неравномерно. Причина не только в том, что в разных местах выпадает неодинаковое количество твёрдых осадков, сколько в том, что ветер переносит выпавший снег с места на место. Перенос снега начинается уже при скорости ветра 5 - 7 м/с. Снег с открытых поверхностей сносится в различного рода понижения – лощины, балки, овраги, русла рек и ручьёв. Снег отлагается и в зонах перехвата – на опушках леса, в лесозащитных полосах, в садах, у изгородей, около отдельных деревьев и кустов. Один буран в открытой степи может до неузнаваемости изменить рельеф снежного покрова. Некоторое влияние оказывают на него и зимние оттепели. При оттепелях снег тает преимущественно в поле и почти не тает в лесу. Соотношение между снегозапасами в поле, лесу, оврагах и прочих местах меняется от года к году. Почти всегда на 10% площади снегозапасы в 2 - 4 раза больше средней величины и ещё на 10% площади – в 1,5 – 2,0 раза меньше.
Атмосферные осадки в период снеготаяния и половодья.
Весенние осадки, являясь дополнительным источником питания рек, играют весьма важную роль в формировании максимума весеннего половодья. Можно выделить осадки периода снеготаяния и размерзания почвы, а также осадки последующего весеннего периода до конца половодья. Первые обращаются в сток с теми же потерями, что и снегозапасы, вторые – с несколько большими потерями.
Момент оттаивания почвы примерно совпадает с окончанием снеготаяния в лесу, а в безлесных районах оттаивание почвы начинается спустя 5-8 дней после схода снега.
Осеннее - зимнее увлажнение почвы к началу весеннего снеготаяния
Влажность верхнего слоя почвы толщиной 0,5 – 1,0м – самый важный фактор потерь талых вод. Но именно влажность почвы и есть самая изменчивая во времени и пространстве величина. В каждой низине влажность почвы больше, чем на возвышенных местах. Она существенно различается на песчаных и глинистых почвах, на распаханных целинных участках, при наличии травяной или древесной растительности и т.д. По этой причине, а также потому, что измерение влажности почвы – дело трудоёмкое и им начали заниматься сравнительно недавно (в лесу влажность почвы и сейчас не измеряется), при прогнозах широко используются разного рода косвенные характеристики. Во время зимних оттепелей влажность почвы возрастает настолько, насколько убывают снегозапасы, если, конечно, не возникает зимних паводков. При этом в величину осенней влажности почвы (или в её косвенную характеристику) вводится соответствующая поправка.
Глубина промерзания почвы к началу снеготаяния
Наблюдения на полях показывают, что при глубоком (свыше 60 см) промерзании почвы зимой её оттаивание весной происходит лишь после освобождения полей от снега. Хорошо увлажнённая и глубоко промёрзшая почва практически непроницаема для талой воды. Напротив, сухая, неглубоко промёрзшая почва впитывает в себя много воды. Внешним признаком влажной промёрзшей почвы является то, что она с трудом рубится топором или раскалывается ломом. А сухая непромёрзшая почва сравнительно легко разрыхляется лопатой и режется ножом. Бывает, что в многоснежную слабоморозную зиму замёрзшая с осени почва оттаивает до того, как веской устанавливается положительная температура воздуха. Случается и нечто противоположенное. Просочившаяся в почву талая вода замерзает из-за наличия большого запаса холода в почве. И тогда на короткое время образуется запирающий слой почвы.
Слабопромёрзшей обычно считают почву с глубиной промерзания до 15-20 см, а сильнопромёрзшей – свыше 60 – 80 см. Уже при средней глубине промерзания – 60 см – на ровных полях не остаётся участков со слабым промерзанием.
Ледяная корка на почве. Зимние оттепели.
Ледяная корка на почве образуется во время коротких, но сильных оттепелей при условии, что почва водонепроницаема. Обычно корка бывает не сплошной, а занимает понижения рельефа. Чаще всего запас воды в ледяной корке составляет 5-10 мм (в пересчёте на весь бассейн), но бывает и 20-25 см. В зимы с массовым распространением ледяной корки коэффициент стока очень высокий (0,85-0,90), потери стока минимальные. Ведь талая вода скатывается по ледяной корке, как по асфальту.
Интенсивность снеготаяния.
Роль интенсивности снеготаяния в формировании весеннего половодья существенно различна для крупных, средних и малых рек (чем меньше река, тем значительнее влияние интенсивности снеготаяния).
Как тает снег? Для выяснения этого, казалось бы, простого вопроса об учёных потребовалось немало усилий. Очень уж разнообразны физические свойства самого снежного покрова, а главное, условия его таяния. Сначала начинает таять снег на склонах южной экспозиции, затем на ровной местности, далее на северных склонах, в балках, оврагах, наконец, в лесах. В лесах средней густоты снег исчезает позже, чем в полях: на 6-8 дней в южных районах и на 15-20 дней – в северных.
Процесс снеготаяния начинается задолго до наступления положительной температуры воздуха. Проникающая в толщу снега солнечная радиация способствует оттаиванию частиц снега в поверхностном слое. Вследствие неоднократного замерзания ночью и таяния днём снег превращается в массу бесформенных ледяных зёрен, сначала мелких, а затем и более крупных. В дальнейшем кристаллы снега приобретают округлую форму.
На первых порах снег насыщается талой водой. Водоотдача из него начинается только после того, как растает 15-20% снегозапасов. В последующем, когда плотность снега достигнет 0,32-0,34 г/см3, разница между интенсивностью снеготаяния и водоотдачи становится небольшой.
Интенсивность снеготаяния и водоотдачи в отдельной точке можно рассчитать довольно точно методом теплового баланса. Совсем иное положение с речным бассейном в целом, где имеется бесчисленное количество склонов разной экспозиции, длины, угла наклона к горизонту, степени затенённости растениями и т.д. В таких случаях широко применяется расчёт интенсивности снеготаяния с использованием так называемого коэффициента стаивания – слоя талой воды в миллиметрах, приходящегося на один градус средней суточной температуры воздуха. Типичные значения коэффициента стаивания составляют для поля 5,0 мм, для смешанного леса 2,5 мм, для густого хвойного леса 1,5 мм (указаны мм/сут на 1°С положительной средней суточной температуры воздуха).
Коэффициент стаивания – величина более или менее правильная лишь в целом для всего периода снеготаяния. Для каждого же конкретного дня его значение зависит от типа погоды (солнечная или пасмурная, ветреная или безветренная), от структуры снега (мелко – или крупнозернистый) и другие. Особенно сильное влияние оказывают на него дожди. Благодаря механическому воздействию капли дождя разрушают снежные капилляры и внутриснежные перегородки. Содержащаяся в снеге капиллярная или плёночная вода переходит в гравитационную и быстро стекает вниз. В дождливые дни интенсивность снеготаяния возрастает в 1,2 – 1,4 раза. Определённую роль играет и ветер, который не даёт застаиваться холодному воздуху в низинах, а главное, в лесах.
Более раннему и ускоренному таянию снега способствуют массовые выбросы пыли и аэрозолей промышленными предприятиями. На снимках из космоса отчётливо видны тёмные пятна – это города и области загрязнённого снега. Каждому городу присуща своя форма ареала загрязнения в соответствии с розой ветров. Площадь, в пределах которой город оказывает влияние на снег, в два-три раза больше площади самого города. Опережение сроков схода снега в пределах загрязнённого пятна составляет 5-8 суток в лесной зоне и 15-20 суток в степной и полупустынной зонах.
1.3.Размер и ущерб, наносимый наводнениями
По размерам и наносимому им ущербу различают небольшие, большие, выдающиеся и катастрофические наводнения.
Небольшое наводнение наносит незначительный материальный ущерб и почти не нарушает нормального течения жизни людей. Повторяемость их примерно один раз в 5 – 8 лет и характерны они для малых рек.
Большое наводнение сопровождается значительным материальным ущербом, в том числе и причиняемым населению. Часть населения, материальных ценностей и скота эвакуируется. Повторяемость – примерно 1 раз в 10 – 25 лет.
Выдающееся наводнение охватывает крупную речную систему, почти полностью парализует хозяйственную деятельность региона и наносит большой материальный и моральный ущерб. Возникает необходимость массовой эвакуации населения. Повторяемость таких наводнений – примерно 1 раз в 50 – 100 лет.
Катастрофическое наводнение распространяется на несколько крупных речных бассейнов. Оно надолго парализует хозяйственную деятельность человека. Сопровождается человеческими жертвами. Повторяемость – 1 раз в 100 – 200 лет и реже.
Одним из наиболее опасных является наводнение, причина которого в прорыве плотины, дамбы или другого гидротехнического сооружения, либо в переливе воды через плотину из-за переполнения водохранилища. Затопление местности, расположенной ниже сооружения, осуществляется в этом случае внезапно, с приходом так называемой волны прорыва (вытеснения, пропуска), высота которой может достигать нескольких десятков метров, а скорость движения – нескольких десятков м/с.
Наводнения наносят прямой и косвенный ущерб.
К прямому ущербу относятся гибель, переохлаждение и травмы людей, повреждения и разрушение жилых и производственных зданий, дорог, линий электропередач и связи, гибель скота и урожая, уничтожение и порча сырья, топлива, продовольствия, кормов и удобрений, затраты на временную эвакуацию населения, уничтожение плодородного слоя почвы. При этом гибель людей может явиться следствием утопления, тяжелых травм и переохлаждения (табл.1); переохлаждение может явиться также причиной многих заболеваний, травмы могут наноситься тяжелыми плавающими предметами или возникнуть от ударов о преграды при движении в быстром потоке.
Видами косвенного ущерба являются затраты на приобретение и доставку в районы бедствия продуктов питания, кормов и необходимых материальных средств, сокращение выработки продукции вследствие затопления предприятий, ухудшение условий жизни населения, невозможность рационального использования территорий в зоне затопления и другие.
Наводнения в большинстве случаев доступны для прогнозирования, что позволяет предотвратить массовые жертвы среди населения и сократить ущерб.