Главная » Пресс-служба » О мероприятиях по предотвращению чрезвычайных ситуаций в период половодья

О мероприятиях по предотвращению чрезвычайных ситуаций в период половодья

25.03.2024

В ближайшие   дни   ожидается   плюсовая   температура   днем,   и,   как следствие,   возможно   интенсивное   снеготаяние,   появление   закраин, подвижек льда, возникновение заторов. 

       

В   целях   предотвращения   возникновения  в период прохождения половодья и паводков на реках Кировской области чрезвычайных     ситуаций, связанных     с     недостаточной   пропускной  способностью        шлюзов      и водопропускных         труб,     с   подтоплением населенных пунктов,      с   повреждениями         наплавных       (понтонных) и низководных деревянных мостов, с нарушениями дорожного сообщения информируем:


«Методические указания по борьбе с заторами и зажорами льда»

 

Затор льда представляет собой скопление льда в русле, стесняющее живое сечение и вызывающее, тем самым, подъем уровня воды в месте скопления и на некотором участке выше его. Скопление льда, при этом, состоит преимущественно из крупно и мелко битых льдин. Обычно заторы образуются при вскрытии реки и вызываются неодновременностью вскрытия и недостаточной ледотранспортирующей способностью реки.

Процессы заторо- и зажорообразования в ряде случаев оказывают влияние друг на друга. Так, ледяной покров значительной толщины, образовавшийся в результате смерзания зажорных масс шуги в предледоставный период, во время весеннего ледохода может служить причиной задержки льда и стать очагом весеннего затора. Обычно в местах, где осенью наблюдались зажоры, уровень при установлении ледостава бывает высоким, поэтому здесь происходит задержка вскрытия реки и ледяной покров служит причиной образования затора.

 

Процесс формирования заторов льда

 

Заторы льда наблюдаются в весенний период при вскрытии реки. Образование затора имеет место тогда, когда возникают затруднения в транспорте льда вниз по течению реки. Причины подобных затруднений многообразны. В одних случаях это большие объемы транспортируемого льда при малых расходах воды, в других случаях – наличие преграды в виде прочного ледяного покрова и т.д.

Процесс образования и разрушения затора льда схематично можно представить в следующем виде. Весной с наступлением положительных температур воздуха начинается таяние снега в бассейне. Расход воды в реке увеличивается, уровень воды повышается и ледяной покров, всплывая, отрывается от берегов. С повышением уровня воды возрастает ширина реки; между краем всплывшего ледяного покрова и берегом появляются полосы чистой воды, т.е. закраины. Появлению закраин способствует также размывающее действие талой снеговой воды, стекающей со склонов непосредственно в реку.

Одновременно, под действием теплого воздуха и солнечных лучей, ослабевает ледяной покров в реке. Наступает момент, когда влекущее усилие текущей воды приводит к разлому ледяного покрова на отдельные крупные поля, которые приходят в движение. Этот момент называется подвижкой. При этом перемещения ледяных полей невелики и ограничиваются размерами закраин. Однако ледяные поля обладают очень большой массой и при столкновении с берегами и друг с другом довольно быстро разламываются на крупные льдины. Начинается весенний ледоход.

Движущиеся массы льда могут встретить на своем пути преграду, которой может быть еще не вскрывшийся участок реки со сплошным и довольно прочным ледяным покровом. У кромки ледяного покрова движение льдин замедляется и вовсе приостанавливается. Под напором подносимого течением ледяного материала кромка неподвижного ледяного покрова оказывается частично взломанной и выглядит в виде скопления слегка наклоненных друг к другу льдин. Некоторые из подплывающих льдин увлекаются течением под разрушенную часть кромки льда. В этом месте находится голова, или основание затора льда. Преградой движущимся ледяным полям могут быть также различного рода стеснения русла (острова, резкие сужения, повороты и т.п.).

К остановившимся у взломанного края льдинам подплывают новые массы льда. Под их напором начинается торошение, сопровождающееся время от времени небольшими подвижками. В этом месте поверхность реки представляет собой хаотическое нагромождение крупно и мелко битых льдин. Русло здесь сильно стеснено льдом. Из-за стеснения русла льдом уровень воды в реке повышается. Существенно, что повышение уровня происходит также на некотором участке реки выше места стеснения, т.е. в зоне подпора. Скорость течения в зоне подпора уменьшается, а подплывающие сверху льдины уже обладают меньшей живой силой. Торошение льда постепенно ослабевает и затем прекращается. Процесс формирования затора льда на этом заканчивается.

Разрушение (прорыв) затора льда происходит либо вследствие резкого увеличения расхода воды в реке (при этом лед в заторе всплывает), либо в результате воздействия теплого воздуха и талой воды. Чаще всего, прорыв затора льда является результатом совместного влияния обоих факторов.

 

Многократные предупредительные мероприятия по борьбе с заторами

 

Основой всех многократных предупредительных мероприятий, проводимых практически ежегодно, является регулирование стока льда посредствам воздействия на процесс вскрытия реки, а именно: ослабление и разрушение ледяного покрова с целью ускорения вскрытия на одном участке, усиление ледяного покрова и задержание вскрытия на другом.

Ослабление и расчленение ледяного покрова должно, как правило, проводиться непосредственно в районе образования затора и на сравнительно значительном расстоянии ниже его для того, чтобы облегчить пропуск приходящего с верховьев льда. Длина участка, на котором производится ослабление льда, должна определяться в каждом конкретном случае в зависимости от суровости зимы, характера ледостава, прогноза погоды, хода паводка в период ледохода.

Для ускорения вскрытия эффективнее всего применять мощные ледоколы, а при малых глубинах – ледорезные машины. Ускорения вскрытия рек можно достигнуть путем применения взрывов. Ледорезные трассы и расположение зарядов при этом необходимо планировать учитывая течения на участке, расположение островов, поворотов русла, отмелей и т.п. таким образом, чтобы в момент подвижки ледяной покров оказался разделенным на продольные полосы.

В качестве еще одного средства ослабления ледяного покрова и облегчения работы ледоколом может применяться зачернение льда темными порошками или посыпка химикатами. Заметный эффект от зачернения достигается лишь при ясной погоде и отсутствии снегопадов в предпаводочный период.

Ослабление ледяного покрова может быть достигнуто также при помощи мероприятий, способствующих менее интенсивному нарастанию льда в течение зимы. Для этих целей следует проводить искусственное регулирование толщены снежного покрова на льду. В частности, может быть рекомендовано применение пенольда, как дешевого теплоизоляционного материала. Однако к этому способу следует относиться с осторожностью, не перегружая ледяной покров и избегая возможности образования «снежного» льда.

В качестве профилактической меры для задержания вскрытия может быть рекомендовано искусственное усиление ледяного покрова выше по течению от предполагаемого места затора. Подобная мера частично или полностью прекращает сток льда на нижерасположенный участок, создавая затор в неопасном месте.

Для усиления льда могут быть применены: удаление снега с поверхности ледяного покрова, выморозочные работы и наморажевание льда. Первый метод может быть механизирован с помощью бульдозеров и снегоочистителей. Механизация замораживания затруднений не встречает. Усиление ледяного покрова может сопровождаться в некоторых случаях заанкериванием его в берега путем вымораживания тросов, бревен и т.п.

Таким образом, для регулирования ледяного режима с целью предупреждения заторов, могут применять следующие средства:

  • ослабление льда путем посыпки темными порошками или химическими веществами;
  • взламывание льда ледоколами;
  • взламывание льда ледорезными машинами;
  • взламывание льда взрывами;
  • искусственное усиление ледяного покрова с целью создания заторов льда выше по течению от защищаемого участка;
  • применение различного рода теплоизоляции для ограничения роста ледяного покрова;
  • ослабление льда путем воздействия модификаторами (модификаторы – вещества, которые будучи добавленными в воду, изменяют ее физические свойства). Этот способ ослабления льда находится в стадии экспериментального излучения.

 

Основные принципы проведения предупредительных мероприятий по борьбе с заторами льда

 

Для успешной ликвидации ущерба, наносимого заторами, необходимо ориентироваться на применение мер, предупреждающих их образование. Борьба с уже образовавшимся затором несравненно сложнее и менее эффективна, чем мероприятия по его предупреждению. Необходимо отметить, что во многих случаях затор до момента его успешной ликвидации успевает нанести убытки, сумма которых намного (иногда в несколько раз) превышает затраты на проведение предупредительных мероприятий. Предупредительные меры борьбы особенно эффективны в тех случаях, когда место образования затора (или его примерный район) заранее известно.


Основной задачей при проектировании борьбы с заторами является установление наиболее оптимального сочетания предупредительных мер с учетом местных условий и климатических особенностей данного года.


Проведение работ по ускорению вскрытия и пропуска льда в отдельных створах или узлах, где наблюдаются наиболее частые и наиболее сильные заторы, может способствовать ослаблению их в данном месте, но в ряде случаев способно привести к созданию более тяжелых условий ледохода и заторообразования на нижележащих участках. Поэтому, проектирование мероприятий по предупреждению заторов следует осуществлять исходя из рассмотрения условий беззаторного пропуска ледохода по всей длине реки или на значительных ее участках и, во всяком случае, с учетом возможного влияния намечаемых в данном пункте мероприятий на условия ледохода ниже по реке.


При этом необходимо учитывать, что для рек, текущих с севера на юг (или по близкому к указанному направлению), явление заторообразования обусловливается различием между условиями водопропускной и ледопропускной способности русла и характером изменения расхода воды и расхода льда по длине реки. 

Иная картина наблюдается на реках, текущих с юга на север. Здесь количество льда, движущегося вниз по течению реки, не только не уменьшается, но в большинстве случаев растет. Кроме того, поступающая с верховьев паводочная волна и лед встречают на своем пути ненарушенный ледяной покров, что неизбежно ведет к образованию заторов.


Отсюда вытекает, что в первом случае (река течет с севера на юг), рассматривая меры предупреждения заторов, можно говорить о проблеме беззаторного пропуска льда по реке, во втором же случае (река течет с юга на север), как правило, должен ставиться вопрос о мероприятиях, снижающих или ликвидирующих затор в данном пункте, где он приносит значительный ущерб, и перенесении его в другой пункт, где образование затора не наносит ущерба народному хозяйству.


Разработка наиболее оптимального сочетания предупредительных мер для данных условий должна вестись путем такого же процесса проектирования, какой применяется для гидротехнических сооружений. Не исключено при этом, что в некоторых случаях осуществление единовременных защитных мер (обвалование, перенос объектов) может оказаться экономически более целесообразным.

 

Ликвидация образовавшихся заторов

 

В случаях, когда предсказать место образования руслового затора невозможно, особое внимание должно уделяться мерам защиты от наводнений и наиболее целесообразным методом ликвидации затора с целью предотвращения или уменьшения наводнения. В конечном счете, задача состоит в ускорении прорыва затора, так как резкое снижение уровня может произойти только в этом случае.


Ликвидация уже образовавшихся заторов может вестись при помощи ледоколов, взрывов, бомбометания с самолетов, термитных смесей, регулирования уровня водохранилища.


Затор льда в естественном состоянии разрушается, в основном, под влиянием гидростатического давления воды, скапливающейся выше затора, тепловых факторов и влекущего течения потока, проходящего через затор. Сущность борьбы с заторами льда поэтому должна заключаться в усилении влекущего течения потока, проходящего через затор. Это способствует выносу отдельных льдин из затора, уменьшает сопротивление тела затора потоку, что, в свою очередь, увеличивает пропускную способность и снижает подпорный горизонт воды.


Развитие этого процесса может быть достигнуто путем создания в низовой части головы затора отверстия в виде канала, свободного ото льда. Вода, фильтрующаяся через затор, устремляется в образовавшийся канал и начинает размывать его, унося лед из канала. При углублении канала внутрь затора (снизу вверх по реке) скорость течения в канале возрастает, и, наконец, наступает момент, когда давление воды в заторе и влекущая сила потока в канале начинают превосходить силы сцепления льдин между собой и с берегами.

В этот момент начинается прорыв затора. В движение приходит лед, находящийся в средней части затора (по ширине реки), а затем в движение вовлекаются все новые массы льда от середины к берегам, пока не приходит в движение вся масса льда, находящаяся в заторе. Происходит прорыв затора. Прорыв затора сопровождается убылью воды, поэтому движение льда у берегов замедляется, а затем и совсем прекращается. Ледоход продолжается в средней части потока, а в прибрежной части остаются навалы льда в виде многослойных беспорядочных нагромождений.

Необходимо отметить, что не всякий затор можно ликвидировать. Прежде чем приступать к разрушению затора необходимо в первую очередь выявить его особенности, а затем намечать наиболее рациональные методы разрушения.

К разрушению затора, образующегося в начальный период ледохода из скопления местного льда, приступают после того, как ниже головы затора образуется свободный ото льда участок воды, куда можно будет спустить лед из затора.


К разрушению затора, образующегося во время ледохода из скоплений транзитного льда, эффективней всего приступить в момент его образования, используя для этой цели средства разрушения. Разрушение сформировавшегося затора более сложно вследствие уплотнения льда в заторе и значительного увеличения количества льда в его теле.


В вопросе ликвидации заторов огромное значение имеет фактор времени, поэтому первостепенное значение приобретают своевременное обнаружение момента образования затора и быстрое принятие мер по его ликвидации. Для обеспечения первого необходимо систематическое авианаблюдение на участке, где возможно образование затора. Ликвидация образующегося затора лучше всего может быть осуществлена взрывом при условии быстрой доставки вертолетом бригады взрывников в район затора, или применением бомбометания. Если период формирования затора пропущен, то наряду с взрывами, целесообразно применять ледоколы, когда сделать это позволяют глубины и наличие самих ледоколов.


Разрушение затора необходимо начинать с нижней его кромки вверх по реке. При многорукавном русле вначале разрушается в главном, а затем во второстепенных рукавах. Первоначальное разрушение затора во второстепенном рукаве приводит к понижению уровней воды в главном русле, в результате чего лед в нем может сесть на грунт, плотность ледовых масс увеличится, что значительно затруднит работы по разрушению такого затора.


Если затор образовался у кромки неразрушенного ледяного покрова, то прежде чем приступать к его ликвидации необходимо разрушить этот ледяной покров или создать в нем канал для пропуска льда, скопившегося в заторе.


В том случае, если на реке образовался ряд заторов, то к ликвидации их следует приступать с нижнего по течению, в противном случае прорыв вышерасположенного затора может привести к усилению нижерасположенного.