2.2. Методика прогнозирования и оценки последствий наводнений

Прогнозирование обстановки при наводнении сводится к определению высоты подъема воды в реке, ширины реки во время паводка (половодья), высоты и скорости потока затопления. При оценке обстановки определяется возможный характер повреждений элементов инженерно технического комплекса (ИТК).

Обстановка в районе наводнений характеризуется комплексом параметров, которые зависят от особенности сечения русла реки, скорости воды и её расхода, интенсивности осадков (таяния снега) и др.

1. Представляют схематически сечение русла реки тре­угольным (рис. 2.1,а), или трапецеидальным (рис. 2.1, б).

2. Находят площадь сечения реки до паводка S₀ по формулам:

• для треугольного сечения (рис. 2.1,а)

(2.1)

– для трапецеидального сечения (рис. 2.1, б).

(2.2)

3. Определяют расход воды в реке до наступления наводнения (паводка) по формуле

, м³/с, (2.3)

где V₀ – скорость воды в реке до наступления паводка, м/с.

а) б)

Рис. 2.1. Расчетная схема сечения реки:

а – треугольное сечение, б – трапецеидальное сечение; а₀ – ширина дна реки; b₀, b – ширина реки до и во время паводка; h₀, h, h_з, h_м– глубина реки до и во время паводка, высота затопления местности и расположение её от первоначального уровня реки; m, n – углы наклона берегов реки

4. Определяют расход воды после выпадения осадков (таяния снега) и наступ­ления половодья (паводка) по формуле

, м³/с (2.4)

где J – интенсивность осадков (таяния снега), мм/ч.;

F– площадь выпадения осадков, км²

Площадь водосбора бассейна реки определяется по формуле

,

где L – длина участка реки, км.

Количество талой воды, J_т, поступающей на поверхность речного бассейна при таянии снега определяется по формуле

,

где F_n – относительная площадь подачи воды в долях единицы;

m – водоотдача снега, мм/сутки, определяемая по формуле

,

здесь hс – интенсивность снеготаяния, мм/сутки;

Z₀ – относительная (в долях единицы) убыль снега, при которой он начинает отдавать воду.

5. Опреде­ляют высоту подъема воды в реке (см. рис. 2.1а, 2.1б) при прохождении паводка:

а) (2.5)

б) м.

6. Определяют максимальную скорость потока V_max воды при прохождении па­водка по формуле

, м/с (2.6)

где S_max – площадь поперечного сечения потока при прохожде­нии паводка, м², определяемая по формулам (2.1) и (2.2), в которые вместо h₀ подставляют (h₀+ h), а вместо b₀ подставляют b.

Значение величины b находят из подобия треугольников с высотами h₀ и h₀+h и сторонами соответственно b₀ и b.

Для треугольного сечения реки , (2.7)

а для трапецеидального – . (2.8)

Ширина затапливаемой территории при наводнении Ш определяется по формуле

,

где  - угол наклона береговой черты, град.

7. Поражающее действие паводка определяется глубиной h_з и максимальной скоростью потока затопления V_з, которые находят по формулам:

, м (2.9)

, м/с (2.10)

где f – параметр, характеризующий удаленность объекта от русла реки, б/р.

Параметр f определяется по табл. 2.1.

Поражающее действие волны затопления паводка аналогично поражающему действию волны прорыва и может быть оценено по прил.1 в зависимости от скорости движения и высоты гребня волны.

В отличие от волны прорыва наводнение и паводок оказыва­ют более продолжительное действие (табл. 2.2), усугубляющее первона­чальное разрушающее воздействие волны прорыва.

Таблица 2.1

Значения параметра f

h3/h	Для трапециидального профиля реки	Для треугольного профиля реки
0,0	0,1	0,1
0,1	0,2	0,3
0,2	0,38	0,5
0,4	0,60	0,72
0,6	0,76	0,96
0,8	0,92	1,17
1,0	1,12	1,32
0,7	0,84	1,07

Таблица 2.2