В статье рассмотрена уточненная методика прогнозирования риска среднесуточных потерь в ходе передвижения людей и транспорта в горах при проявлении стихийных разрушительных процессов, снежных и ледяных лавин, водо-снежных потоков и селей.
Ключевые слова: горно-лесистая местность, дорожно-мостовые объекты, передвижения людей и транспорта в горах, прогнозирование риска среднесуточных потерь.
В горно-лесистой местности при ограниченном количестве дорог и большой частоте дорожно-мостовых объектов на них (мостов, водопропускных труб, тоннелей, галерей, подпорных стен, различных защитных сооружений), плотность различного рода препятствий и разрушений может быть весьма высокой, вследствие естественного проявления или инициирования различных природных явлений (снежных заносов и лавин, наледей и гололеда, селей, камнепадов, осыпей и оползней, паводков и т. п.).
Для решения задач по обеспечению безопасного передвижения людей и транспорта в горах целесообразно произвести количественную оценку риска и уточнить методику, снижающую возможный ущерб и потери от воздействия снежно-ледовых явлений. К снежно-ледовым явлениям относятся стихийные природные процессы (снежные лавины, сели, водоснежные потоки, снежные заносы), нередко приводят к созданию чрезвычайных ситуаций, вызванных разрушением хозяйственных комплексов отдельных зданий и сооружений, коммуникаций (автомобильной и железных дорог, линий связи и электропередач, трубопроводов и т. п.), поражению людей, животных и транспортных средств, попадающих в зону их действия.
В последнее время разработкой методов оценки риска занимаются во многих горных странах (Швейцария, Франция, Австрия, США) и также в России. Исследователи лавинных катастроф считают, что на первом плане среди причин, приводящих к несчастным случаям, стоят невежество, безрассудный риск или неправильная оценка ситуации. Большое значение в снижении человеческих жертв придается созданию специальных оценочных карт распространения лавин и разработке превентивных мер безопасности (прогноз, радиооповещение, предупредительный обстрел склонов и инженерная защита хозяйственных объектов, особенно авто- и железнодорожных магистралей круглогодичной эксплуатации).
Для оценки риска пребывания людей на склонах гор и обеспечения их безопасности в практику действия противолавинной службы широко внедряется, так называемая, Европейская шкала (Таблица 1), принятая на международном совещании в Давосе.
Таблица 1
Европейская шкала лавинного риска
|
Индекс риска и устойчивость снега на склоне |
Вероятность спуска лавин |
|
1. Малый — снежный покров устойчив на большинстве склонов. |
Спуск лавин в целом невозможен, за исключением очень сильной нагрузки (например группы лыжников) на редко посещаемых малопроходимых склонах. Могут возникнуть слабые подвижки или спонтанно спуститься небольшие лавины. |
|
2. Ограниченный — на некоторых достаточно посещаемых склонах снежный покров недостаточно устойчив. |
Спуск лавин возможен повсюду в результате сильной нагрузки и на некоторых склонах с определенной крутизной и экспозицией. Сход спонтанных лавин большого размера не наблюдается. |
|
3. Средний — на большинстве склонов, довольно часто посещаемых (проходимых), снежный покров либо недостаточно устойчив, либо слабо устойчив. |
Спуск лавин возможен уже при слабой нагрузке и на большинстве склонов, по всем очагам определенных размеров. В ряде случаев возможет спонтанный сход лавин среднего и даже большого размера. |
|
4. Большой — снежный покров слабо устойчив на большинстве склонов. |
Сход лавин вероятен даже при слабой нагрузке на большинстве посещаемых склонов. В определенных ситуациях наблюдается большое число спонтанных сходов лавин среднего и большого размера. |
|
5. Очень большой — общая неустойчивость снежного покрова. |
Сход большинства лавин, в том числе крупных, происходит спонтанно, что делает территорию плохопроходимой. |
Использование такой шкалы риска при обеспечении безопасности лыжников, туристов, альпинистов, военных, беженцев, спасателей дает возможность избежать человеческих жертв при пересечении опасных склонов. Однако для оценки риска колонного движения машин в условиях схода снежных лавин, селевых и водоснежных потоков, интенсивной метелевой деятельности обойтись лишь качественной оценкой опасности снежно-ледовых явлений не представляется возможным.
Поэтому, предлагаемая уточненная методика позволит осуществить прогнозирование риска среднесуточных потерь при передвижении людей и транспорта в горах, и тем самым, избежать неоправданных человеческих жертв, а также ущерба от проявления стихийных разрушительных процессов.
Основным отличием данной методики от существующих является то, что оценка риска передвижения людей и транспортных колонн в горах, опирается на рассмотрение совокупности различных данных о снеголавинных, селевых, гидрометеорологических и других наблюдений, а также обобщенное исследование и карты опасности снежно-ледовых явлении, что позволит исключить субъективные факторы, влияющие на результаты прогнозирования и обеспечит получение показателей, адекватно характеризующих величину риска в любых условиях обстановки.
Для прогнозирования риска среднесуточных потерь был использован метод численного моделирования, позволяющий моделировать передвижение людей и транспорта в горах.
Таким образом, величину риска среднесуточных потерь машин и людей при движении колонн машин по лавиноопасному участку предлагается определять в следующем порядке.
При реализации предлагаемой уточненной методики в первую очередь необходимо определить исходные данные для численного моделирования. В дальнейшем осуществляется численное моделирование риска для каждого выделенного участка, а общих для всего маршрута, определяется суммой рисков на его отдельных участках.
Первым этапом данной методики, при наличии данных многолетних наблюдений за сходом снежных лавин на дорогу, предлагается определить численные величины параметров, входящих в расчетные зависимости, по оценке риска.
При отсутствии данных многолетних наблюдений и крупномасштабных карт лавинной опасности порядок расчёта суточного риска производится в следующей последовательности.
Вторым этапом производится численное моделирование степени поражения дороги лавинами и получение искомых показателей по четырём параметрам: типу лавиноопасной территории, глубине расчленения рельефа, характеру расположения дороги по отношению к горному склону и графику работы. При этом, полученную величину контролируют следующим образом. Определить густоту лавинных очагов по картам, описаниям, статистическим данным или графику, а также долю общего количества лавиносборов и лавины, которые пересекают или заваливают дорогу. По ширине лавинного завала от одной лавины (которая принимается по данным ранее сошедших лавин, как среднеарифметическая величина) оценить степень поражения дороги.
Третьим этапом на основе номограммы для допустимой скорости движения и найденной степени поражения дороги необходимо найти параметр определения риска, в свою очередь, номограмма разработана для условий движения колонн, с учетом соблюдения безопасных дистанций, учитываемых только динамическим габаритом машин.
Четвертым этапом определяется суточная величина риска потерь машин при движении по лавиноопасному участку и оценка полученных результатов. Оценка лавинного риска характеризует величину потерь машин, а с учетом этого, и потери людей за год (практически за сезон).
Среднесуточную величину риска возможно оценить, разделив расчетную за год величину риска на продолжительность лавиноопасного периода, полагая равномерное распределение плотности частоты схода лавин в течение лавиноопасного периода. Продолжительность лавиноопасного периода колеблется в значительных пределах от 0 до 280 сут.
Среднемноголетние величины, усредненные по отдельным горным странам, представлены в табл. 2.
Таблица 2
Среднемноголетняя продолжительность лавиноопасного периода, сут.
|
Горная страна |
|
Коэффициент вариации, C v |
|
Кавказ |
75 |
1,08 |
|
Памир — Тянь-Шань |
107 |
0,38 |
|
Хибины |
167 |
0,27 |
|
Карпаты |
78 |
0,23 |
Значительная величина коэффициента вариации продолжительности лавиноопасного периода говорит о необходимости осторожного подхода к приведенным величинам этого важного параметра лавинного режима, используемого для оценки риска. Однако лавины сходят в течении сезона не равномерно, а лишь в некоторые дни существования лавиноопасных ситуаций.
Число дней с лавиноопасными ситуациями существенно зависит от генетического типа лавин, основными из которых являются: лавины из свежевыпавшего снега, лавины из метелевого снега, лавины сублимационной перекристаллизации, лавины зимних оттепелей, лавины снеготаяния.
Таким образом, предлагаемая в методике последовательность прогнозирования риска среднесуточных потерь позволяет количественно оценить величину риска среднесуточных потерь машин и людей при передвижении в горах. В качестве одного из важнейших аспектов новизны разработанной методики целесообразно выделить рассмотрение совокупности различных данных о снеголавинных, селевых, гидрометеорологических и других наблюдений, а также обобщенное исследование и карты опасности снежно-ледовых явлений, что несомненно повышает достоверность получаемых результатов.
Литература:
- Самайлов Р. С. Оценка последствий схода снежных лавин на горные дороги и их расчистка в чрезвычайных ситуациях. Обз. инф.: проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях/ Р. С. Самойлов, И. С. Поляков, Н. И. Осокин. ВИНИТИ. — М., вып. 9. 1994. — С. 51–67.
- Трошкина Е. С. Лавинный режим горных территорий СССР // Итоги науки и техники. Сер. Гляциология/ Е. С. Трошина — М.: ВИНИТИ, 1992. — Т. 11. — 185 с.
