Материал: m24447_3
Используя расчетную схему сечения реки (рис.15) по заданному варианту (таблица 20) выбрать и уяснить основные параметры реки, причину наводнения, площадь и интенсивность выпадения осадков (таяния снега).
Исходя из заданного сечения русла реки, определить по формулам (39) или (40) площадь сечения реки до паводка (половодья) и подставляя эти значения в формулу 38, определить расход воды в реке Qo (м3/с) до наступления паводка (половодья).
Зная площадь водосбора F (км2) и интенсивность выпадения осадков (таяния снега) J (мм/ч), рассчитать расход воды в реке Qmax (м3/с) после выпадения осадков (таяния снега) .
Высоту подъема воды в реке h (м) при прохождении паводка (половодья) определить из выражения (42а) или (42б) в зависимости от заданного сечения русла реки.
Рассчитать максимальную скорость потока воды при прохождении паводка (половодья), используя формулу (43).
Исходя из заданной высоты объектов над уровнем воды в реке hм (м) до наступления половодья (паводка) определить поражающее действие наводнения, которое характеризуется глубиной затопления hз (м) (выражение 44).
Используя приложение 49, определить параметр f удаленности объекта от русла реки и, подставляя его значение в формулу (45), рассчитать максимальную скорость потока затопления Vз (м/с).
Зная максимальную скорость потока затопления Vз, определить долю поврежденных объектов (%) на затопленных площадях, если Vз>=1,5 м/с. Если скорость потока затопления Vз<1,5 м/с, определить характер нанесенного ущерба и сделать соответствующие выводы.
Установить зависимость высоты подъема воды в реке h (м) после паводка (половодья) от начальной скорости воды в реке Vo (м/с) и площади выпадения осадков (таяния снега) (км2), построить графики зависимостей. При построении графиков брать по 5 значений Vo и F. Первое значение Vo взять из исходных данных, а последующие 4 значения, исходя из условия:
если Vo >=6 м/с, то ШГ=1 в сторону убывания;
если Vo=3-5 м/с, то ШГ=0,5 в сторону убывания;
если Vo<3м/с, то ШГ=0,1 в сторону убывания.
Значение F=500; 1000; 1500; 2000; 2500 км2.
|
14. Расчетно-графическая работа «Прогнозирование обстановки при лесном пожаре»
Цель работы: научиться на любой день по температуре и влажности окружающего воздуха рассчитать комплексный показатель и оценить степень пожарной опасности в лесных массивах; уметь определить пожароопасные участки леса, возможный тип и силу пожара в них, а также соответствующие способы пожаротушения.
Общие сведения
Самыми распространенными природными пожарами являются лесные, происходящие ежегодно в различных регионах страны и представляющие собой неконтролируемое горение растительности, стихийно распространяющееся по лесной территории.
Пожарная опасность в лесу оценивается комплексным показателем, учитывающем основные факторы, влияющие на пожарную опасность лесных горючих материалов. Одним из них является точка росы. Точкой росы называют температуру, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщающим.
Величину комплексного показателя можно определить по формуле
,
(46)
где t0 - температура воздуха в 12 ч по местному времени;
°
- точка росы в 12 ч (дефицит влажности);
n - число дней после последнего дождя.
Величина комплексного показателя К определяет пожарную опасность погоды, которая имеет следующие классы: I (К<300); II (300<K<1000); III(1000<К<4000); IV(4000<К<12000); V(К>12000).
Далее определяется возможность возникновения лесных пожаров, для чего используют шкалу оценки лесных участков по степени опасности возникновения в них пожаров (прил. 54).
По загораемости подразделяют три основных группы древесных пород, характерных для России:
первая группа, включающая хвойные молодняки, сосняки с наличием соснового подростка, которым свойственна наибольшая загораемость;
вторая группа, включающая сосняки, ельники, кедровники, с присущей им умеренной загораемостью;
третья группа, включающая березняки, осинники, ольховники и другие лиственные породы, которым свойственна трудная загораемость.
По величине комплексного показателя определяют также пожарную зрелость разных типов леса, что в дальнейшем позволяет, разбив территорию на участки по типам леса, зная величину комплексного показателя, при котором начинается возгорание, установить территорию, на которой возможен пожар при данном состоянии погоды на интересующий нас день (приложение 55).
По величине комплексного показателя и типу лесного массива можно определить возможный тип пожара ( прил. 56). В зависимости от характера возгорания и состава леса пожары подразделяются на низовые, подземные и верховые. Почти все они в начале своего развития носят характер низовых и, если создаются определенные условия, переходят в верховые или почвенные. При низовом пожаре, а их бывает до 90% от общего количества, огонь распространяется только по почвенному покрову, охватывая нижние части деревьев, траву и выступающие корни. При верховом пожаре, который начинается только при сильном ветре, огонь продвигается по кронам деревьев. Ветер разносит искры, горящие ветки и хвою, которые создают новые очаги за несколько десятков, а то и сотен метров. Огонь движется со скоростью 15-20 км/ч. Подземные пожары являются следствием низовых и верховых. После сгорания верхнего надпочвенного покрова огонь заглубляется в почву.
В зависимости от скорости продвижения кромки пожара и высоты пламени пожары подразделяются на слабые, средней силы и сильные (прил. 51; 52).
Скорость распространения лесного пожара можно определить по формулам
для фронта пожара
,
(47)
для флангов пожара
,
(48)
для тыла пожара
,
(49)
где V0 - скорость распространения пожара на равнине в безветренную погоду, м/мин; для оперативных расчетов она может быть принята равной 0,4 м/мин;
VB - скорость ветра, м/мин;
k - коэффициент, учитывающий раздувающее влияние пламени (см. прил.57);
С - удельная теплоемкость горючих материалов, ккал/(кг °С) (см. прил.57).
Ликвидация пожара состоит из следующих этапов: остановка пожара (прекращение пламенного горения), локализация, дотушивание (тушение всех очагов горения внутри пожарища) и окарауливание. В связи с этим планируются и осуществляются заранее (до возникновения пожара) следующие мероприятия: устройство противопожарных разрывов (просек) шириной 12-20 м; строительство кордонов для лесной охраны; строительство наблюдательных вышек из расчета 1 шт. на 8-15 тыс.га; патрулирование на вертолетах.
Способы ликвидации лесного пожара зависят от его вида, силы и размеров, метеорологических условий, характера местности, наличия сил и средств пожаротушения.
Среди них наибольшее распространение получили следующие основные способы тушения: захлестывание огня ветвями по кромке пожара и забрасывание грунтом, устройство заградительных полос и канав, тушение пожара водой или растворами огнетушащих химикатов, пуск встречного огня.
Наиболее доступными для населения способами тушения пожара являются захлестывание огня ветвями по кромке пожара и забрасывание огня землей. При захлестывании огня ветвями используют пучки длинных ветвей лиственных деревьев и кустарников или целые стволики молодых деревьев; удар ветвями по огню делают сбоку наклонно, по направлению к огню с небольшим наклоном.
При тушении огня землей ее берут лопатой из ямок, выкапываемых вблизи кромки пожара. Забрасывание огня производится таким образом, чтобы земля с лопаты разлеталась веером, покрывая, по возможности, большую полосу огня.
Задания
По заданным значениям (табл. 21) температуры окружающего воздуха tв, оС и влажности φ, % на каждый из 14 дней определить точку росы - температуру, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщающим (прил. 53).
По формуле 46 определить комплексный показатель состояния пожарной опасности К на 1, 3, 7 и 14-й день и определить соответственно класс пожарной опасности погоды.
На указанный день (табл. 21) по величине комплексного показателя К определить (прил.55) наименование участка леса (группы участков), в которых возможно возгорание, и для участка леса (группы участков) найти тип пожара (прил.56), скорость распространения фронта, флангов и тыла лесного пожара и результаты нанести на план лесонасаждений. Значения k (коэффициент, учитывающий раздувающее влияние пламени) и С ( удельная теплоемкость горючих материалов, ккал/кг °С) определить по приложению 57.
Используя результаты расчетов (по п.3), по типу и силе пожара для участка леса (группы участков) выбрать соответствующие способы тушения (захлестывание или забрасывание грунтом кромки пожара, устройство заградительных и минерализованных полос и канав, тушение пожара водой или растворами огнетушащих химикатов, отжиг (пуск встречного огня).
|
Таблица 21
Исходные данные
Номер варианта |
Тип горючих материалов |
Скоро-сть ветра, Vв, м/с |
День, на который определить тип пожара и скорости Vфр, Vфл, Vтыла. |
Температура tв, оС и влажность φ, % ( tв/ φ) в следующий день |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
1 |
Сухая трава и опавшие листья и хвоя |
10 |
3 |
25/80 |
28/60 |
28/50 |
2840 |
2 |
Сухая трава и опавшие листья и хвоя |
15 |
3 |
20/60 |
20/50 |
20/50 |
25/40 |
3 |
Зеленые мхи |
18 |
3 |
25/60 |
30/60 |
28/60 |
28/50 |
4 |
Зеленые мхи |
23 |
3 |
20/80 |
23/60 |
23/60 |
25/60 |
5 |
Сухая трава и опавшие листья и хвоя |
7 |
3 |
20/80 |
20/80 |
20/80 |
23/60 |
6 |
Сухая трава и опавшие листья и хвоя |
21 |
1 |
30/40 |
28/50 |
30/80 |
28/80 |
7 |
Зеленые мхи |
19 |
7 |
23/80 |
23/80 |
23/80 |
25/80 |
8 |
Сухая трава и опавшие листья и хвоя |
16 |
1 |
25/50 |
28/40 |
20/60 |
20/80 |
9 |
Сухая трава и опавшие листья и хвоя |
11 |
1 |
43//50 |
40/60 |
40/80 |
37/80 |
10 |
Зеленые мхи |
14 |
1 |
30/50 |
30/50 |
25/60 |
25/60 |
11 |
Зеленые мхи |
12 |
3 |
25/60 |
23/60 |
20/60 |
25/80 |
12 |
Сухая трава и опавшие листья и хвоя |
18 |
3 |
25/80 |
25/80 |
23/80 |
20/60 |
13 |
Сухая трава и опавшие листья и хвоя |
22 |
1 |
35/50 |
30/50 |
35/60 |
32/60 |
14 |
Сухая трава и опавшие листья и хвоя |
23 |
1 |
35/60 |
37/60 |
40/50 |
40/50 |
15 |
Зеленые мхи |
6 |
3 |
20/50 |
23/50 |
20/50 |
23/40 |
16 |
Сухая трава и опавшие листья и хвоя |
5 |
7 |
20/80 |
20/80 |
20/80 |
23/60 |
17 |
Зеленые мхи |
15 |
1 |
40/30 |
40/30 |
37/40 |
37/40 |
18 |
Сухая трава и опавшие листья и хвоя |
13 |
1 |
43/30 |
43/20 |
43/30 |
40/20 |
19 |
Сухая трава и опавшие листья и хвоя |
15 |
1 |
25/40 |
28/40 |
25/50 |
28/40 |
20 |
Зеленые мхи |
12 |
7 |
20/80 |
20/80 |
23/80 |
20/60 |
21 |
Сухая трава и опавшие листья и хвоя |
7 |
1 |
43/30 |
40/30 |
43/40 |
40/40 |
22 |
Сухая трава и опавшие листья и хвоя |
9 |
1 |
40/30 |
43/30 |
40/30 |
43/20 |
23 |
Зеленые мхи |
13 |
3 |
25/50 |
25/60 |
23/80 |
20/80 |
24 |
Зеленые мхи |
17 |
3 |
28/50 |
28/50 |
30/60 |
28/50 |
Продолжение по горизонтали таблицы 21
Номер варианта
|
Температура tв, оС и влажность φ, % ( tв/ φ) в следующий день |
|||||||||
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
|
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
1 |
30/30 |
28/40 |
28/40 |
30/30 |
30/30 |
30/30 |
32/30 |
32/40 |
30/30 |
30/40 |
2 |
25/40 |
28/30 |
25/50 |
25/60 |
25/60 |
25/50 |
30/50 |
28/40 |
28/40 |
30/30 |
3 |
25/40 |
25/40 |
28/50 |
30/50 |
30/40 |
28/40 |
28/50 |
25/30 |
25/30 |
25/50 |
4 |
25/40 |
28/40 |
25/50 |
28/50 |
30/50 |
30/40 |
30/30 |
32/30 |
30/30 |
30/20 |
5 |
23/60 |
20/60 |
20/50 |
20/50 |
20/50 |
23/30 |
25/30 |
23/30 |
20/20 |
20/30 |
6 |
30/80 |
28/60 |
30/60 |
28/60 |
28/50 |
25/50 |
25/40 |
23/40 |
25/50 |
28/40 |
7 |
25/80 |
20/80 |
28/60 |
23/50 |
23/50 |
23/50 |
25/40 |
25/40 |
25/50 |
25/50 |
8 |
20/80 |
20/80 |
25/60 |
25/60 |
2350 |
28/50 |
23/40 |
25/50 |
23/40 |
25/30 |
9 |
37/60 |
37/60 |
35/60 |
35/50 |
35/40 |
37/30 |
40/30 |
37/30 |
40/20 |
37/30 |
10 |
23/50 |
20/40 |
20/40 |
20/50 |
23/30 |
23/30 |
20/30 |
20/40 |
20/30 |
23/40 |
11 |
23/60 |
23/60 |
25/50 |
23/50 |
25/60 |
28/50 |
25/40 |
23/40 |
25/40 |
28/50 |
12 |
20/50 |
20/50 |
23/50 |
23/60 |
25/60 |
25/40 |
25/40 |
28/30 |
25/40 |
23/30 |
13 |
30/50 |
30/40 |
30/40 |
30/40 |
30/50 |
28/40 |
28/40 |
30/50 |
25/40 |
25/20 |
14 |
40/40 |
43/40 |
43/30 |
43/30 |
40/30 |
43/30 |
40/30 |
43/20 |
43/20 |
43/20 |
15 |
20/40 |
23/40 |
25/30 |
23/40 |
20/30 |
20/40 |
20/30 |
23/40 |
20/30 |
20/30 |
16 |
20/60 |
23/60 |
20/50 |
23/50 |
25/50 |
28/40 |
32/40 |
35/40 |
37/50 |
40/30 |
17 |
37/30 |
35/40 |
35/50 |
30/50 |
25/30 |
23/40 |
20/50 |
20/60 |
20/60 |
23/80 |
18 |
40/30 |
40/40 |
37/40 |
37/50 |
35/50 |
32/40 |
30/50 |
25/60 |
25/80 |
28/80 |
19 |
30/50 |
28/40 |
25/60 |
25/60 |
25/80 |
23/80 |
25/80 |
28/60 |
28/50 |
25/40 |
20 |
23/60 |
20/60 |
20/60 |
23/50 |
25/50 |
25/40 |
28/50 |
28/40 |
25/50 |
30/50 |
21 |
37/30 |
37/30 |
37/40 |
40/40 |
40/50 |
35/50 |
30/60 |
30/80 |
35/60 |
37/40 |
22 |
40/30 |
40/20 |
40/30 |
43/20 |
40/30 |
43/20 |
40/20 |
37/30 |
40/20 |
43/30 |
23 |
25//80 |
23/80 |
20/60 |
20/50 |
25/40 |
25/50 |
28/40 |
30/50 |
28/30 |
25/40 |
24 |
30/60 |
28/50 |
32/40 |
32/40 |
32/40 |
30/30 |
32/30 |
32/40 |
30/40 |
32/30 |