рабтетр. РТ и МУ Сборник РГР+. Методические указания для организации самостоятельной работы студентов и выполнения расчетно графических работ по дисциплине Безопасность жизнедеятельности

• Название: Методические указания для организации самостоятельной работы студентов и выполнения расчетно графических работ по дисциплине Безопасность жизнедеятельности
• Анкор: рабтетр
• Дата: 13.12.2022
• Размер: 2.6 Mb.
• Имя файла: РТ и МУ Сборник РГР+.doc
• Тип: Методические указания; #843131
• страница: 5 из 6

3. Расчетно-графическая работа «Прогнозирование и оценка последствий наводнений».

Цель работы: ознакомиться с классификацией и причинами возникновения наводнений, научиться по сечению русла реки определять высоту подъема уровня воды в реке при прохождении паводка (половодья) и максимальную скорость затопления, уметь оценить наносимый ущерб от различных по тяжести наводнений, а также уяснить зависимость подъема уровня воды при прохождении паводка от начальной скорости воды в реке и площади выпавших осадков (таяния снега).

Общие сведения, методические указания

Под наводнением понимается затопление водой прилегающей к реке, озеру или водохранилищу местности, которое причиняет материальный ущерб, наносит урон здоровью населения или при­водит к гибели людей. Затопление местности, не сопровождающе­еся материальным ущербом, считается разливом реки, озера или водохранилища.

Основными природно-географическими условиями возникнове­ния наводнений являются: выпадение осадков в ходе дождя, таяние снега и льда, цунами, тайфуны, опорожнение водохранилищ. Наиболее частые наводнения возникают при обильном выпадении осадков в виде дождя, обильном таянии снега и образовании зато­ров при ледоходе. Весьма опасны наводнения, связанные с разрушением гидротехнических сооружений (ГЭС, дамбы, плотины).

Наводнение может быть вызвано таянием снега (половодье), выпадением большого количества осадков (паводок), затруднениями стока воды вследствие зажоров, заторов и завалов (запорные и завальные наводнения), действием ветра (напорные наводнения) и т п.

Схематически сечение русла реки можно представить либо тре­угольным (рис.3.1,а), либо трапецеидальным (рис.3.1,б).

Расход воды в реке до наступления наводнения (паводка) Q_o, м³/с, равен:

Q_o=V_{0 ∙} S₀, (3.1)

где: V₀- скорость воды в реке до наступления паводка, м/с; S₀ - площадь сечения реки до паводка, м², равная:
S₀=0,5b_{0 ∙} h₀ - для треугольного сечения (рис.3.1,а), (3.2)

S₀ =0,5(a₀ + b₀)∙h₀ - для трапецеидального сечения (рис.3.1,б) (3.3)
Расход воды после выпадения осадков (таяния снега) и наступ­ления половодья (паводка) Q_max, м /с, равен:
, (3.4)

где: J- интенсивность осадков (таяния снега), мм/ч.; F- площадь выпадения осадков (таяния снега), км².

Расчетная схема сечения реки


Рис.3.1
а) треугольное сечение б) трапецеидальное сечение

а ширина дна реки; b₍₎, b - ширина реки до и во время паводка;

h₍₎, h, h₃ глубина реки до и во время паводка и глубина затопления;

m, n углы наклона берегов реки
Высота подьема воды в реке при прохождении паводка h, м, опреде­ляется из выражения:
для треугольного сечения
;

для трапецеидального сечения
(3.5)

Максимальная скорость потока воды при прохождении па­водка V_max, м/с, равна:

, (3.6)

где: S_max - площадь поперечного сечения потока при прохожде­нии паводка, м/с, определяемая по формулам (3.2) и (3.3), в которые вместо h₀ подставляется (h₀+ h), а вместо b₀ подставляется b.

Поражающее действие паводка определяется глубиной затопления h₃, м:

h₃ = h - h_м, (3.7)
и максимальной скоростью потока затопления V₃, м/с:
V₃ =M_{max ∙} f (3.8)

Задания

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
1	2	3	4	5	6	7
1	паводок	трапец	5	50	40	-
2	половодье	треуг	0,5	100	-	25
3	паводок	трапец	6,5	40	30	-
4	половодье	треуг	0,7	25	-	7
5	половодье	трапец	1	50	30	-
6	паводок	трапец	6	30	25	-
7	паводок	треуг	6	30	-	5
8	половодье	треуг	1,1	150	-	25
9	половодье	трапец	5	50	40	-
10	половодье	треуг	0,6	70	-	20
11	паводок	трапец	6,9	20	17	-
12	половодье	трапец	0,7	300	250	-
13	половодье	треуг	0,8	70	-	12
14	половодье	трапец	6,5	20	17	-
15	паводок	трапец	6,7	15	12	-
16	паводок	треуг	6,9	20	-	3
17	паводок	треуг	6,7	15	-	2,5
18	половодье	трапец	0,8	70	50	-
19	половодье	треуг	0,5	500	-	50
20	половодье	трапец	5,5	25	20	-
21	паводок	треуг	6,8	25	-	3,5
22	половодье	трапец	0,9	165	130	-
23	половодье	треуг	5,5	25	-	9
24	паводок	трапец	6,8	25	20	-

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
1	8	9	10	11	12	13
1	500	10	55	65	10	10000
2	500	0	-	-	0,8	1000
3	600	9	65	50	10	10000
4	500	3	-	-	0,75	500
5	300	10	50	50	0,75	10000
6	500	5	60	60	9	11000
7	500	5	-	-	9	11000
8	250	0	-	-	0,67	700
9	200	1,5	55	55	0,77	12000
10	1000	2	-	-	0,9	1000
11	400	7	50	70	10	10000
12	550	1	50	70	0,3	10000
13	270	0,7	-	-	0,47	500
14	130	1	70	80	0,99	1500
15	700	15	70	50	10	20000
16	400	7	-	-	10	10000
17	700	15	-	-	10	20000
18	270	3,7	55	50	0,47	15000
19	1000	2	-	-	0,3	20000
20	100	0.5	73	78	0,9	1000
21	800	16	-	-	10	20000
22	470	3	64	61	0,6	10000
23	100	0,7	-	-	0,9	1000
24	800	10	45	45	10	20000

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.