Главная / ВО ВЛАСТИ СНЕГА: СНЕГОЛАВИННЫЕ ИЗЫСКАНИЯ /

Публикации

ВО ВЛАСТИ СНЕГА: СНЕГОЛАВИННЫЕ ИЗЫСКАНИЯ

Снежные лавины – одно из разрушительных и широко распространенных стихийных явлений в горах, «физическая постоянная, прямое следствие погоды и климатических условий гор, с тех пор как поднялись в небеса их вершины».

При освоении новых территорий, проектировании и строительстве капитальных зданий и сооружений в горных районах необходим тщательный подход к определению границ лавиноопасных зон и выбору мест размещения объектов инфраструктуры. Если строительство дороги или горнолыжной трассы можно допустить в лавиноопасной зоне при строгом соблюдении мер противолавинной защиты во время их эксплуатации, то для капитальных сооружений это, как правило, недопустимо. В первую очередь безопасность людей, капиталовложения на строящиеся народнохозяйственные объекты в лавиноопасных районах, дальнейшая судьба и экономическая эффективность их во многом зависят от правильного решения целого ряда инженерных вопросов лавиноведения.

«Лавины, их сила и облик». Лавинные катастрофы

По данным научно-исследовательской лаборатории (НИЛ) снежных лавин и селей Географического факультета МГУ, непосредственную угрозу схода лавин испытывают 8 городов России. Еще в 36 городах существует опасность для городских коммуникаций. И огромное количество небольших населенных пунктов, подверженных воздействию снежных лавин. Случаи гибели людей отмечались почти во всех горных регионах нашей страны, а также на равнинных территориях.

Наиболее известная лавинная катастрофа на территории России произошла в декабре 1935 года на Кольском полуострове в Хибинах. С горы Юкспор обрушились две, одна за другой, лавины, вызвавшие большие разрушения в горняцком поселке и гибель 88 человек. Эта катастрофа стала импульсом для начала систематизированных научно-прикладных исследований лавин в нашей стране. К числу крупнейших лавинных катастроф в России относятся события зимы 1992-93 гг. на Кавказе, когда только в районе Транскавказской автомагистрали погибло 56 человек.

Казалось бы, совсем недавний зимний период 1998-1999 гг. раз и навсегда вошел в историю многочисленными лавинными катастрофами, произошедшими в горных массивах Центральной Европы. Сход особо крупных лавин привел к многочисленным жертвам и разрушениям в Альпах. Были разрушены сооружения, простоявшие более 100 лет, уничтожены старые лесные массивы. Отмечены многочисленные случаи перекрытия автомобильных и железных дорог, разрушение опор ЛЭП и горнолыжных подъемников.

Более 100 000 туристов оказались в снежном плену, не имея возможности покинуть курорты. Катастрофические лавины зимы 1998/99 гг. заставили исследователей и инженеров по-новому взглянуть на эффективность применения противолавинных мероприятий в высокогорных районах. Определенные пробелы выявились в методах выделения лавиноопасных территорий – многие лавины охватили считавшиеся нелавиноопасными зоны. Более $20 млн было израсходовано в окрестностях города Гальтюр (Австрия) на обустройство противолавинной защиты – строительство снегоудерживающих сооружений. Однако 23 февраля 1999 г. обрушение произошло на незастроенном участке склона, считавшемся безопасным. Лавина ударила в самый центр поселка. Разрушенные здания, раздавленные автомобили стали местом гибели 31 человека.

По данным сайта «Снежные лавины России», в среднем в год в мире от лавин погибает около 350 человек. Однако в отдельные годы средний показатель может быть значительно превышен. Ежегодно в России в лавинах погибает в среднем более 20 человек. При этом 1-2 человека гибнут в снежных обвалах на равнинных территориях.

География мировых лавинных катастроф обширна. Несколько случаев массовой гибели в лавинах вывели на первое место по количеству жертв Афганистан. Далее с постоянным ростом числа погибших следуют США. Суммарный ущерб от лавин оценить сложно. Отдельные данные позволяют представить масштабы явления. В сезоне 1998/99 гг. только в Швейцарии около 1200 лавин причинили ущерб свыше 600 млн швейцарских франков. Сход лавин 18 января 1993 г. в Анатолии (Турция) вызвал ущерб свыше $3 млн, а в сезоне 1991/92 гг. лавины здесь же уничтожили 726 домов, общая сумма ущерба составила $12 млн. Ежегодный прямой ущерб (разрушения построек) в Канаде в период 1979-1984 гг. составлял $350 тыс. В то же время, к концу столетия здесь ущерб постепенно уменьшался по мере внедрения новых методов исследования снежных лавин и проведения противолавинных мероприятий.

Профессиональный подход: снеголавинные изыскания при проектировании и строительстве

Статистика – вещь упрямая… Сложно не согласиться с тем, что приведенные выше данные могут напугать даже самого смелого и подготовленного читателя. Они наглядно свидетельствуют о существовании проблемы лавинной безопасности и необходимости ее решения. В связи с этим, мы очень кратко рассмотрим понятие «снеголавинных инженерных изысканий» и основные принципы их проведения.

Что же, начнем... Инженерные снеголавинные изыскания обеспечивают комплексное изучение природных условий в лавиноопасных районах. Одним из самых важных и ответственных этапов является получение фактических материалов, столь необходимых для дальнейшего определения расчетных параметров снежного покрова и лавин. Как многое зачастую зависит от наличия и возможности получения таких материалов. При отсутствии длительных наблюдений за лавинами используется опрос населения о сходе катастрофических лавин. Большая часть горных районов все же мало заселена или вообще не заселена, поэтому приходится опираться в основном на «немых свидетелей». Метод основан на выявлении следов деятельности лавин в ландшафте (рельефе, растительности, почвенном покрове и др.).

На заметку… Причиной несчастного случая может стать даже небольшой снежный обвал, который представляет опасность для человека или группы людей. Катастрофические лавины обладают огромной разрушительной силой или силой удара. Для сравнения, маленький снежный обвал может сбить человека с ног, частично засыпать, а гигантская лавина без особых усилий разрушает железобетонные сооружения. Сход
лавин иногда сопровождается воздушной волной, которая идет впереди снежной массы и причиняет разрушения на еще большем пространстве. В связи с этим катастрофические последствия возможны до нескольких сот метров дальше места остановки самой лавины.

Как не стать мишенью «белой молнии»… Чтобы большая удача нового необычайно интересного и перспективного проекта в лавиноопасном районе не обернулась трагедией, в обязательном порядке необходимо производить снеголавинные инженерные изыскания. Их главной целью является получение сведений о возможных местах возникновения лавин, а также зонах их воздействия. Что бы мы ни планировали построить в лавиноопасном районе, будь то промышленные здания и сооружения, жилые кварталы, горнолыжные трассы или подъемники, а может быть, уютное кафе или маленькую сторожку, мы не можем себе позволить забывать об опасности. Снеголавинные инженерные изыскания необходимы для решения двух основных задач. Первая задача – это выбор площадки или трассы объекта таким образом, чтобы они располагались в безопасной зоне. Вторая задача – появляется в тех случаях, когда по разным причинам объект или трассу все же приходится располагать в опасной зоне. В таком случае требуется отразить сумму данных, необходимую для планирования противолавинных мероприятий.

Разгадаем загадку… Участок горного склона и дна долины, на котором образуется, движется и останавливается снежная лавина, принято называть лавиносбором. В зоне образования это, как правило, вогнутые формы рельефа, которые способствуют накоплению снега. Однако ошибочно думать, что ровные склоны не представляют опасности. Еще как! Лавина может вовлекать и переносить вниз по склону разнообразный материал. Поэтому в зоне остановки лавин, как правило, преобладают положительные формы рельефа, называемые конусами выноса. Рассматривая проблему распространения лавин, надо иметь в виду, что, как минимум, два природных фактора решающим образом ограничивают возможность образования лавин. Это наличие снежного покрова определенной минимальной толщины и склонов определенной минимальной крутизны.

Размещение жилых и промышленных зданий и сооружений в лавиноопасных районах должно производиться вне зоны действия лавин. Границы такой зоны устанавливаются путем инженерных изысканий. Проблема расчета движения снежных лавин возникла, прежде всего, в связи с необходимостью оценки их дальности выброса. По мнению многих специалистов, определение безопасных участков по имеющимся на местности ландшафтным признакам не является точным. В связи с этим были разработаны различные способы моделирования снежных лавин. Основной целью моделирования является определение динамических характеристик, а также прогнозирование общего характера перемещения лавины по склону.

Основными расчетными параметрами снежных лавин при проведении инженерных изысканий являются объем и дальность выброса, граница действия воздушной волны, сила удара лавины и воздушной волны. А также высота, ширина, плотность и скорость лавинного потока. Все перечисленные характеристики позволяют судить о возможных разрушениях. В качестве моделируемых лавин принимаются мощные или предельно максимальные лавины. Как правило, такие лавины, редко образуются. В результате благодаря использованию комплекса расчетных методов становится возможным получение информации о возможных лавинах редкой повторяемости.

Для обоснования размещения проектируемых объектов в состав проектов входит целый комплекс материалов. Это топографические карты района планируемого строительства масштаба 1:25000 и крупнее. На них наносят лавиносборы и зоны зарождения лавин. А также топографические планы масштаба 1:5000 и крупнее, для площадок строительства и примыкающих к ним участков. На них наносят контуры лавиноопасных зон и характеристики их поверхности. Потребности проектирования и строительства привели к необходимости создания карт, фиксирующих не только уже наблюдавшуюся ситуацию, а показывающих возможную в будущем обстановку.

Обязательно наличие информации о характеристиках снежного покрова и лавин. К характеристикам снежного покрова и лавин относятся: максимальные и средние высоты снежного покрова в зонах возникновения лавин и в местах, подлежащих застройке. А также тип лавин по качеству снега, сроки начала и окончания лавиноопасного периода, частота схода лавин, следы действия воздушной волны и др.

Как же быть: защита от снежных лавин

Как известно, не всегда в условиях горных районов можно найти пригодные для строительства, в то же время безопасные от воздействия снежных лавин участки. Что же делать? «Сталкиваясь с разрушительным действием снежных лавин, человечество постепенно вырабатывало меры противодействия.

В настоящее время в отдельных исключительных случаях допускается размещение ряда объектов в зонах, подверженных воздействию лавин при обязательном условии соблюдения мер противолавинной защиты. По всему миру применяются разнообразные противолавинные мероприятия.

Можно выделить пассивные профилактические организационно-хозяйственные противолавинные мероприятия. Они включают собственно оценку лавинной опасности, регулирование хозяйственной деятельности, охрану и воспроизводство лесов, прогнозирование лавин. Огромное значение имеет информирование населения и всех гостей горных районов об опасности. Немаловажным является своевременное прекращение доступа людей в лавиноопасные зоны.

Нельзя забывать про охрану и воспроизводство лесов, в большинстве случаев препятствующих образованию снежных лавин. При планировании строительства капитальных зданий и сооружений особую значимость приобретают инженерные противолавинные сооружения.

Также возможно предотвращение воздействия снежной массы лавин и их воздушных волн путем изменения пути движения и отвода лавины в сторону от защищаемого объекта. В таком случае могут быть использованы направляющие дамбы и отбойные инженерные сооружения. Возможно также сокращение дальности выброса лавины путем искусственного торможения с помощью лавинотормозящих пирамид, надолбов или других лавиногасителей. Возможен пропуск лавины под защищаемым объектом или над защищаемым объектом.

Выбор типа противолавинных сооружений, системы их расположения на местности, расчет их устойчивости и надежность защиты производится, исходя из максимально возможной высоты снежного покрова для данного района.

Для предотвращения катастрофических лавин, сокращения лавиноопасного периода и временного его устранения также применяют ряд активных мероприятий по искусственному воздействию на снежный покров. Активные противолавинные мероприятия заключаются в планомерном искусственном обрушении снега с лавиноопасных склонов малыми порциями. Также возможно и закрепление снега путем его искусственного уплотнения. Мероприятия по искусственному обрушению снега с лавиноопасных склонов, вызывающие спуск лавин, производят только и только тогда!!!, когда на пути движения профилактических лавин нет объектов, которые могут быть ими разрушены.

Для этих целей в нашей стране использовались минометы, зенитные пушки. В США и других странах пневматические пушки – «аваланчеры», взрывчатые вещества, подпиливание снежных карнизов. Французская компания T.A.S. (Альпийские Технологии Безопасности) после 15 лет испытаний и экспериментов в управлении сходом лавин создала и запатентовала в 1989 г. систему GAZEX. Система обеспечивает слежение за накоплением снега и инициирует принудительный сход лавин, используя эффект взрыва смеси кислорода и пропана, поступающих по двум трубопроводам. Для принудительного спуска лавин в труднодоступных районах была создана система DaisyBell, представляющая собой металлический конус, закрепляемый тросом к вертолету. Подрыв кислородноводородной смеси осуществляется дистанционно, при помощи беспроводного устройства непосредственно из кабины вертолета. В дальнейшем была разработана компактная, автономная, передвижная система инициированного спуска лавин O'Bellx, испытания которой продолжаются и в настоящее время. Система также использует эффект взрыва смеси двух газов – водорода и кислорода, которые содержатся в двух баллонах в составе съемного операционного модуля. Таким образом, система не требует прокладки трубопроводов. Различные системы принудительного спуска могут быть использованы для защиты горнолыжных комплексов, автомобильных и железных дорог, производственных зон и некоторых других объектов, расположенных в зонах воздействия снежных лавин.

В соответствии с действующими СНиП 22-02-2003 «Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов», выбор противолавинных комплексов сооружений и мероприятий следует производить с учетом режима и характеристик лавин и снежного покрова. Необходимо учитывать уровень ответственности защищаемых сооружений, их конструктивные и эксплуатационные особенности. Результаты снеголавинных изысканий и эффективность противолавинных мероприятий в первую очередь зависят от опыта и добросовестности изыскателей и организаций, не только их непосредственно выполняющих, но и в них заинтересованных.

Действительно, при качественном подходе к решению проблемы лавинной безопасности, многих жертв можно избежать. Тем не менее лавины остаются стихийным природным явлением. Существует еще и множество других граней проблемы лавинной безопасности, кроме непосредственно изысканий: защита, информирование, бдительность.

Дизайн сайта РА ГРЕЙП