Задания. 1. Используя расчетную схему сечения реки (рис.3.1) по заданному варианту (таблица 3.1) выбрать и уяснить основные параметры реки

1. Используя расчетную схему сечения реки (рис.3.1) по заданному варианту (таблица 3.1) выбрать и уяснить основные параметры реки, причину наводнения, площадь и интенсивность выпадения осадков (таяния снега).

Таблица 3.1 - Исходные данные

Вари-ант	Причина наводнения	Сечение реки	Скорость воды в реке Vo, м/с	Ширина реки bо, м	Ширина дна реки ао, м	Глубина реки ho, м

	паводок	трапец				-
	половодье	треуг	0,5		-
	паводок	трапец	6,5			-
	половодье	треуг	0,7		-
	половодье	трапец				-
	паводок	трапец				-
	паводок	треуг			-
	половодье	треуг	1,1		-
	половодье	трапец				-
	половодье	треуг	0,6		-
	паводок	трапец	6,9			-
	половодье	трапец	0,7			-
	половодье	треуг	0,8		-
	половодье	трапец	6,5			-
	паводок	трапец	6,7			-
	паводок	треуг	6,9		-
	паводок	треуг	6,7		-	2,5
	половодье	трапец	0,8			-
	половодье	треуг	0,5		-
	половодье	трапец	5,5			-
	паводок	треуг	6,8		-	3,5
	половодье	трапец	0,9			-
	половодье	треуг	5,5		-
	паводок	трапец	6,8			-

Продолжение по горизонтали таблицы 3.1

Вари-ант	Ширина реки во время паводка b, м	Высота объектов над уровнем воды в реке hм, м	Угол наклона левого берега реки m, град	Угол наклона правого берега реки n, град.	Интенсив-ность осадков J, мм/ч	Площадь выпадения осадков (таяния снега) F, км2


			-	-	0,8

			-	-	0,75
					0,75

			-	-
			-	-	0,67
		1,5			0,77
			-	-	0,9

					0,3
		0,7	-	-	0,47
					0,99

			-	-
			-	-
		3,7			0,47
			-	-	0,3
		0.5			0,9
			-	-
					0,6
		0,7	-	-	0,9

1. Исходя из заданного сечения русла реки, определить по формулам (3.2) или (3.3) площадь сечения реки до паводка (половодья) и подставляя эти значения в формулу 3.1 определить расход воды в реке Q_o (м³/с) до наступления паводка (половодья).

2. Зная площадь водосбора F (км²) и интенсивность выпадения осадков (таяния снега) J (мм/ч), рассчитать расход воды в реке Q_max (м³/с) после выпадения осадков (таяния снега).

3. Высоту подъема воды в реке h (м) при прохождении паводка (половодья) определить из выражения (3.4) или (3.5) в зависимости от заданного сечения русла реки.

4. Рассчитать максимальную скорость потока воды при прохождении паводка (половодья), используя формулу (3.6).

5. Исходя из заданной высоты объектов над уровнем воды в реке h_м (м) до наступления половодья (паводка) определить поражающее действие наводнения, которое характеризуется глубиной затопления h_з (м) (выражение 3.7).

6. Используя приложение 3.2, определить параметр f удаленности объекта от русла реки и, подставляя его значение в формулу (3.8), рассчитать максимальную скорость потока затопления V_з (м/с).

7. Зная максимальную скорость потока затопления V_з, определить долю поврежденных объектов (%) на затопленных площадях, если V_з>= 1,5 м/с и данные занести в отчет в виде таблицы. Если скорость потока затопления V_з< 1,5 м/с, определить характер нанесенного ущерба и сделать соответствующие выводы.

8. Установить зависимость высоты подъема воды в реке h (м) после паводка (половодья) от начальной скорости воды в реке V_o (м/с) и площади выпадения осадков (таяния снега) (км²), построить графики зависимостей и занести в отчет. При построении графиков брать по 5 значений V_o и F. Первое значение V_o взять из исходных данных, а последующие 4 значения, исходя из условия:

· если V_o >=6 м/с, то ШГ=1 в сторону убывания;

· если V_o= 3-5 м/с, то ШГ=0,5 в сторону убывания;

· если V_o< 3м/с, то ШГ=0,1 в сторону убывания

Значение F= 500; 1000; 1500; 2000; 2500 км².

Отчет

Площадь сечения реки до наступления наводнения:

для треугольного сечения S_o=0.5b_oh_o=

для трапецеидального сечения S_o=0.5(a_o+b_o)h_o=

Для трапециодального сечения русла реки:

Расход воды в реке до наводнения:

Q_o=V_o∙S_o=

Расход воды после выпадения осадков (таяния снега):

Высота подъема воды в реке при прохождении паводка (половодья):

для треугольного сечения

для трапецеидального сечения

Максимальная скорость потока воды при прохождении паводка:

Глубина затопления:

h_з=h – h_м=

Максимальная скорость потока затопления:

V_з=V_m_ахf =

При V_max=<1,25 м/с, f=1 и V_з= V_m_ах

Если V_m_ах>=1,25, то f выбрать согласно приложению 3.2.

So	Qo	Qmax	h	Vmax	hз	Vз

Доля поврежденных объектов (%) на затопленных

площадях при крупных наводнениях (V_з>=1,5 м/с)

Объект	Часы

Затопление подвалов
Нарушение дорожного движения
Разрушение уличных мостовых
Смыв деревянных домов
Разрушение кирпичных зданий

Зависимость высоты подъема воды в реке h (м) после наводнения от начальной скорости воды в реке V₀ (м/с)

Зависимость высоты подъема воды в реке h (м) после наводнения от площади выпадения осадков F (км²) (таяния снега).

Выводы:

Приложение 3.1

По размерам или масштабам и по наносимому ущербу наводнения, как правило, выделяют в четыре категории: низкие, высокие, выдающиеся и катастрофические, наводнения.

Низкие (малые) наводнения наблюдаются в основном на равнинных реках, наносят незначительный материальный ущерб и почти не нарушают ритма жизни населения.

Высокие наводнения сопровождаются значительным затоплением, охватывают сравнительно большие участки речных долин и иногда существенно нарушают хозяйственный и бытовой уклад населения. В густонаселенных районах высокие наводнения приводят к частичной эвакуации населения.

Выдающиеся наводнения охватывают целые речные бассейны. Они парализуют хозяйственную деятельность, наносят большой материальный ущерб, приводят к массовой эвакуации населения и материальных ценностей.

Катастрофические наводнения вызывают затопления обширных территорий в пределах одной или нескольких речных систем. Такие наводнения приводят к значительным материальным убыткам и гибели людей.

К основным характеристикам зоны наводнения в общем случае, как правило, относят:

· численность населения, оказавшегося в зоне наводнения;

количество населенных пунктов, попавших в зону, охваченную наводнением (здесь можно выделить города, поселки городского типа, сельские населенные пункты, полностью затопленные, частично затопленные, попавшие в зону подтопления и т.п.);

· количество объектов различных отраслей экономики, оказавшихся в зоне, охваченной наводнением;

· протяженность железных и автомобильных дорог, линий электропередач, линий коммуникаций и связи, оказавшихся в зоне затопления;

· количество мостов и тоннелей, затопленных, разрушенных и поврежденных в результате наводнения;

· площадь сельскохозяйственных угодий, охваченных наводнением; количество погибших сельскохозяйственных животных.

Качественная характеристика причиненного ущерба затопленной территории, как правило, зависит:

· от высоты подъема воды над уровнем реки, водоема, которая может колебаться от 2 до 14 метров;

· от площади затопления, которая колеблется от 10 до 1000 км²;

· от площади затопления населенного пункта, которая колеблется от 20 до 100%;

· от максимального расхода воды в период половодья, который, в зависимости от площади водосбора, колеблется от 100 до 4500 м³/сек (при площади водосбора 500 км² максимальный расход воды колеблется от 100 до 400 м³/сек, при 1000 км² - 400 - 1500 м³/сек, при 10000 км² - 1500 - 4500 м³/сек);

· от продолжительности паводка, колеблющегося от 1 до 2 суток;

· от продолжительности половодья, колеблющегося на малых реках от 1 до 3 суток, а на крупных реках - от 1 до 3 месяцев;

· от скорости потока, которая при паводках изменяется от 2 до 5 м/с.

Основными параметрами воздействия паводковых волн (волн пропуска) на постоянные мостовые переходы являются:

· удар движущегося фронта волны;

· длительное гидравлическое давление на элементы моста (опоры моста, береговые устои, пролетные строения);

· размыв грунта между опорами (общий размыв) и подмыв опор (местный), разрушение регуляционных сооружений, земляных насыпей (эстакад) на подходах к мосту;

· медленное затопление местности, сооружений и дорог без существенного их разрушения на подходах к мостовому переходу;

· удары массивных плавучих предметов и образование стеснений потока, что вызывает дополнительный подпор с верховой стороны моста.

Приложение 3.2

Значения параметра f, учитывающего

удаленность объекта от русла реки

hз/h	Mmax=1,25м/с	Мmax=1,5 м/с	Мmax=2,0 м/с
0,1	0,2	0,23	0,3
0,2	0,38	0,43	0,5
0,4	0,60	0,64	0,72
0,6	0,76	0,84	0,96
0,8	0,92	1,05	1,17
1,0	1,12	1,2	1,32

Приложение 3.3

Доля поврежденных объектов (%)

на затопленных площадях

Объект	Часы

Затопление подвалов
Нарушение дорожного движения
Разрушение уличных мостовых	-	-
Смыв деревянных домов	-
Разрушение кирпичных зданий	-	-