Прогнозирование и разработка мероприятий по предупреждению и ликвидации последствий наводнения в микрорайоне Нижегородка

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Кафедра безопасности жизнедеятельности

Прогнозирование и разработка мероприятий по предупреждению и ликвидации последствий наводнения в микрорайоне Нижегородка

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к выпускной квалификационной работе

(обозначение документа) К защите допущен Дипломник

(фамилия, инициалы) (подпись)

Зав. кафедрой

______________

(фамилия, инициалы) (подпись)

" «2008 г. Руководитель выпускной квалификационной работы

(фамилия, инициалы) (подпись) Рецензент

____________________________

(фамилия, инициалы) (подпись)

" «2008 г.

Нормоконтролер

(фамилия, инициалы) (подпись)

Уфа 2008

Содержание РЕФЕРАТ ВВЕДЕНИЕ

1 Наводнения как чрезвычайные ситуации — причины возникновения, статистика, защитные сооружения

1.1 Основные понятия, термины и определения

1.2 Классификация и основные поражающие факторы наводнений

1.3 Характеристика рек России по условиям возникновения наводнений

1.4 Статистика чрезвычайных ситуаций вызванных наводнением

1.5 Прогнозирование и предупреждение наводнений

1.5.1 Прогнозирование наводнений

1.5.2 Использование геоинформационных технологий для прогнозирования наводнений

1.5.3 Предупреждение наводнений

1.6 Последствия и виды ущербов, возникающих при наводнениях

2 Анализ чрезвычайной ситуации в микрорайоне Нижегородка

2.1 Объект исследования

2.1.1 Прогнозирование максимального уровня воды в реке Белой в створе городского округа г. Уфа

2.2 Общие сведения о городском округе г. Уфа

2.2.1 Сведения о природно-климатических условиях городского округа г. Уфа

2.2.2Описание Ленинского района городского округа г. Уфа

2.3 Анализ развития рассматриваемой чрезвычайной ситуации в Ленинском районе, Микрорайоне Нижегородка

3 Обеспечение пожаровзрывобезопасности мельницы в зоне затопления микрорайоне Нижегородка

3.1 Общие сведения о мельнице

3.2 Обеспечение пожаровзрывобезопасности мельницы в зоне затопления

3.2.2 Особенности пожаровзрывоопасности горючих пылей

3.3 Расчет критериев пожаровзрывоопасности

3.1.1 Расчет избыточного давления при сгорании муки в помещении

3.4 Оценка индивидуального и социального рисков

3.5 Обеспечение пожаровзрывобезопасности мельницы в микрорайоне Нижегородка

3.5.1 Обеспечение пожаровзрывобезопасности мельницы способом обеспыливания

3.5.2 Обеспечение пожаровзрывобезопасности мельницы способом снижения горючести дисперсных систем

3.5.3 Обеспечение пожаровзрывобезопасности мельницы способом исключения источников зажигания

3.5.4 Обеспечение пожаровзрывобезопасности мельницы способом исключения источников зажигания

4 Планирование и технология выполнения аварийно-спасательных работ при ликвидации наводнения, вызванного весенним паводком в микрорайоне Нижегородка

4.1 Определение основных мероприятий, необходимых для ликвидации чрезвычайной ситуации, вызванной весенним паводком.

4.2 Организация разведки и поиска пострадавших в зоне ЧС

4.2.1 Способы ведения разведки и поиска пострадавших

4.2.2 Расчет сил и средств для ведения разведки

4.3 технология проведения аварийно-спасательных работ в зоне чрезвычайной ситуации микрорайоне Нижегородка

4.3.1 Временное усиление и восстановление дорог и дорожных сооружений

4.3.2 Оборудование причалов, мест высадки пострадавших

4.3.3 Устройство ночного освещения участков ведения аварийно спасательных работ

4.4 Района расположения формирований и время их выдвижения в зону ЧС

4.5 Определение сил и средств РСЧС, привлекаемых для работ в зоне ЧС микрорайоне Нижегородка

4.5.1 Потребное количество плавсредств, необходимое для эвакуации населения из зоны затопления

4.5.2 Количество спасательных групп

4.5.3 Количество отрядов первой медицинской помощи

4.5.4 Определение сил на восстановление разрушенных дорог

4.5.5 Определение сил оборудования пунктов посадки

4.5.6 Ликвидация аварий на коммунально-энергетичесикх сетях

4.6 Подбор комплекта и комплекса спасательной техники для выполнения работ в зоне чрезвычайной ситуации

4.6.1 Расчет производительности бульдозера

4.6.2 Расчет производительности автогрейдера

4.6.3 Расчет производительности экскаватора

5 Организация управления ликвидацией чрезвычайной ситуации при наводнении в микрорайоне Нижегородка

5.1 Оповещение при возникновении наводнения в микрорайоне Нижегородка

5.2 Структура управления ликвидации чрезвычайной ситуации

5.2.1 Решение руководителя КЧС и ПБ городского округа г. Уфа

5.3 Организация взаимодействия сил ликвидации чрезвычайной ситуации

6 Безопасность аварийно-спасательных и других неотложных работ при наводнении, вызванным паводком

6.1 Идентификация и анализ поражающих, вредных и опасных факторов

6.2.1 Режимы работы спасателей при проведении спасательных работ в зоне затопления

6.2.2 Методы и средства защиты от опасных и вредных факторов

6.3 Защита труда спасателя: страховые гарантии, оплата труда, социальная защита членов семей

7 Обеспечение медицинской помощи и психологической устойчивости при возникновении чрезвычайной ситуации в микрорайоне

7.1 Организация обеспечения медицинской помощи

7.1.1 Количество отрядов первой медицинской помощи

7.2 Характеристика возможных поражений и оказание первой медицинской помощи пострадавшим в чрезвычайной ситуации

7.2.1 Оказание первой медицинской помощи при утоплении

7.2.2 Оказание первой медицинской при переохлаждении

7.2.3 Оказание первой медицинской при терминальных состояниях

7.2.4 Оказание первой медицинской при переломах костей, ушибах, вывихах, растяжениях связок

7.2.5 Первая медицинская помощь при синдроме длительного сдавливания

7.2.6 Виды кровотечения. Первая медицинская помощь при кровотечениях

7.3 Психологическая устойчивость в чрезвычайных ситуациях

7.4 Медицинская помощь при переломах, различных видов травмах (головы, груди, живота)

7.5 Обеспечение психологической устойчивости персонала при чрезвычайной ситуации

7.6 Расчет потребного количества медицинского персонала

8 Материально-техническое обеспечение формирований РСЧС при ликвидации ЧС на установке получения бензина БАН-76 и первоочередное жизнеобеспечение пострадавшего персонала

8.1 Основные принципы и требования к организации первоочередного жизнеобеспечения персонала объекта при ликвидации ЧС

8.2 Организация материально — технического обеспечения формирований РСЧС в зоне ЧС (основные принципы и требования)

8.3 Исходные данные для организации материально-технического обеспечения и жизнеобеспечения в рассматриваемой ЧС

8.4 Потребность персонала и формирований РСЧС в различных видах жизни и материально-технического обеспечения

8.5 Обеспечение персонала и формирований РСЧС водой в зоне чрезвычайной ситуации

8.5.1 Определение потребного количества воды для ликвидации последствий чрезвычайной ситуации

8.5.2 Определение потребного количества питьевой воды для обеспечения потребностей личного состава формирований

8.5.3 Определение потребного количества воды для жизнеобеспечения пострадавшего персонала предприятия

8.5.4 Выбор и планирование мероприятий по обеспечению водой

8.6 Обеспечение пострадавшего персонала и формирований РСЧС продуктами питания

8.6.1 Выяснение потребности в продуктах личного состава формирований

8.6.2 Выбор и планирование мероприятий по обеспечению питанием

8.7 Обеспечение предметами первой необходимости пострадавшего персонала и личного состава формирований РСЧС

8.7.1 Определение потребного количества и номенклатуры предметов первой необходимости

8.7.2 Обеспечение предметами первой необходимости личного состава формирования РСЧС

8.8 Обеспечение населения необходимыми силами и средствами для погребения погибших, а также местами погребения

8.9 Определение потребности в горюче-смазочных материалах

8.9.1 Расчет расхода топлива автомобилей, участвующих при ликвидации аварии

8.9.2 Расчет расхода смазочных материалов автомобильной техники

8.9.3 Техническое обеспечение техники, участвующей в работах в зоне ЧС

9 Оценка экономического ущерба при чрезвычайной ситуации на установке подготовки бензина

9.1 Расчет затрат на локализацию ЧС и ликвидацию ее последствий

9.2 Определение величины экономического ущерба

9.3 Расчет величины экологического ущерба

9.4 Расчет величины социального ущерба Заключение Список литературы Введение С древних времен наводнение воспринимается человеком как одно из самых страшных стихийных бедствий. Наводнения занимают в мире первое место по числу создаваемых чрезвычайных ситуаций. На их долю приходится около 40 процентов всех бедствий.

Водные пространства, моря и внутренние водные бассейны составляют около 60 процентов территории Российской Федерации. В весенний период почти вся территория страны подвержена затоплениям.

В зависимости от причин возникновения наводнения подразделяются на пять основных видов: половодья, паводки, наводнения при заторах и зажорах льда на реках, нагонные и при прорывах плотин.

Вид и причины возникновения наводнений, величина максимального подъема уровня воды определяются сочетанием ряда факторов — рельефом речного бассейна, состоянием погоды, количеством атмосферных осадков, запасами влаги в почве и воды в реках, озерах.

Ситуация ухудшается в связи с общими тенденциями изменения климата — прогнозируется увеличение частоты неблагоприятных краткосрочных явлений (внеурочных периодов аномально теплой погоды и заморозков, сильных ветров и снегопадов и т. п.), отмечается потепление почти на всей территории России. Увеличивается опасность учащения в зимнее время периодов с особо опасной температурой (ниже минус 30 градусов). Отмечаемое в последние годы уменьшение периода изменений погоды, 3−4 дней против обычных 6−7 вызовет определенные трудности в прогнозировании стихийных гидрометеорологических явлений, что скажется на степени оперативности оповещения о них и, в большей степени, на возможность прогнозирования их последствий.

Особенностью географического расположения Республики Башкортостан состоит в том, что осадки выпадают крайне неравномерно. Зимой осадки концентрируются, а затем, в течении короткого промежутка времени, вследствие резкого повышения температуры, уровень воды поднимается, происходит разлив рек.

В данном дипломном проекте рассмотрена чрезвычайная ситуация природного характера — наводнение, вызванное весенним паводком на реке Белой в микрорайоне Нижегородка Ленинского района городского округа города Уфы.

Целью дипломного проекта является прогнозирование и разработка мероприятий по предупреждению и ликвидации последствий наводнения в микрорайоне Нижегородка, Ленинского района городского округа города Уфы.

Для достижения поставленной цели необходимо выделить следующие основные задачи:

— определить особенности данной чрезвычайной ситуации;

— прогнозирование зоны затопления при наводнении;

— определение численности пострадавшего населения и санитарных потерь;

— определить перечень превентивных мероприятий по ликвидации или уменьшению последствий воздействия факторов чрезвычайной ситуации;

— определить перечень основных мероприятий аварийно-спасательных и других неотложных работ в зоне чрезвычайной ситуации;

— рассмотреть вопросы безопасности ведения аварийно-спасательных и других неотложных работ;

— произвести инженерную оценку дорог и учет проходимости местности;

— определить силы и средства РСЧС, привлекаемые для работы в зоне чрезвычайной ситуации;

— организация материально-технического обеспечения проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ;

— организация медицинского обеспечения населения;

— расчет экономического ущерба от наводнения.

В процессе разработки проекта была использована современная база правовых документов и литературных источников.

1. НАВОДНЕНИЯ КАК ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ — ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ, СТАТИСТИКА, ЗАЩИТНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)

В разделе рассматриваются основные понятия и определения, приведено описание данного типа чрезвычайной ситуации, рассматривается природа возникновения и классификация поражающих факторов ЧС, а также особенности организации аварийно-спасательных и других неотложных работ при наводнении

1.1 Основные понятия, термины и определения, применяемые в дипломной работе Чрезвычайная ситуация (ЧС) — обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которые могут привлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушения условий жизнедеятельности людей.

Наводнение — значительное затопление местности в результате подъема уровня воды в реке, озере или море, вызываемое различными причинами.

Паводок — фаза водного режима реки, которая может многократно повторяться в различные сезоны года, характеризующаяся интенсивным, обычно кратковременным увеличением расходов и уровней воды, и вызываемая дождями или снеготаянием во время оттепелей.

Река — водный поток сравнительно больших размеров, питающийся стоком атмосферных осадков со своего водосбора и подземными водами. Река имеет четко очерченное русло.

Зона чрезвычайной ситуации (зона ЧС) — территория или акватория, на которой в результате возникновения источника чрезвычайной ситуации или распространения его последствий из других районов возникла чрезвычайная ситуация.

Зона затопления — территория, покрываемая водой в результате превышения притока воды по сравнению с пропускной способностью русла.

Площадь затопления — размеры покрытой водой и прилегающей к реке местности.

Затопление — покрытие окружающей местности слоем воды, заливающим дворы, улицы населенного пункта и первые этажи зданий.

Подтопление — проникновение воды в подвалы зданий через канализационную сеть (при сообщении канализации с рекой), по разного рода канавам и траншеям, а также из-за значительного подпора грунтовых вод.

Риск ЧС — вероятность или частота возникновения источника чрезвычайной ситуации, определяемая соответствующими показателями риска.

Авария — чрезвычайная ситуация техногенного характера, происшедшая по конструктивным, производственным, технологическим или эксплуатационным причинам, либо из-за случайных воздействий, и заключающаяся в повреждении, выходе из строя, разрушении технических устройств или сооружений.

Предупреждение чрезвычайных ситуаций — это комплекс мероприятий, направленных на максимально возможное уменьшение риска возникновения чрезвычайных ситуаций, а также сохранение жизни и здоровья людей, снижение размеров ущерба окружающей природной среде и материальных потерь в случае их возникновения.

Ликвидация чрезвычайных ситуаций — это аварийно-спасательные и другие неотложные работы, проводимые при возникновении чрезвычайных ситуаций направленные на спасение жизни и сохранения здоровья людей, снижение размеров ущерба окружающей природной среде и материальных потерь, а также на локализацию зон чрезвычайных ситуаций, прекращение действий характерных для них опасных факторов.

Единая государственная система предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (РСЧС) — система органов исполнительной власти Российской Федерации и субъектов Российской Федерации, органов местного самоуправления, государственных учреждений и различных общественных объединений, а также специально уполномоченных организационных структур с имеющимися у них силами и средствами, предназначенными для предупреждения чрезвычайных ситуаций, а в случае их возникновения — для их ликвидации, обеспечения безопасности населения, защиты окружающей среды и уменьшения воздействие поражающих факторов источника чрезвычайной ситуации, приведших к гибели, ранениям, потерь и материального ущерба.

БТП РСЧС — Башкирская территориальная подсистема РСЧС.

Силы и средства РСЧС — силы и средства территориальных, функциональных и ведомственных или отраслевых подсистем и звеньев РСЧС, предназначенные или привлекаемые для выполнения задач по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций.

Режим повседневной готовности — режим функционирования РСЧС, действующий при нормальной производственно-промышленной, химической, бактериологической, радиационной, сейсмической и гидрометеорологической обстановке, при отсутствии эпидемий, эпизоотий, эпифитотий и других режимов чрезвычайной ситуации.

Режим повышенной готовности — режим функционирования РСЧС, использующийся при ухудшении обстановки или получении достоверных данных о возможности возникновения чрезвычайной ситуации.

Режим чрезвычайной ситуации — режим функционирования РСЧС, устанавливающийся при возникновении чрезвычайной ситуации и ликвидации ее последствий.

Пострадавшее население — часть населения, оказавшегося в зоне ЧС, перенесшая воздействие поражающих факторов источника чрезвычайной ситуации, приведших к гибели, ранениям, травмам, нарушению здоровья, понесшая материальный и моральный ущерб.

Эвакуация населения — комплекс мероприятий по организованному вывозу всеми видами транспорта и выводу пешим порядком населения из городов и населенных пунктов и размещение его в загородной зоне.

Аварийно-спасательные и другие неотложные работы (АСДНР) — проводятся с целью спасения людей и оказания помощи пораженным, локализации аварий и устранения повреждений, препятствующих проведению спасательных работ, создания условий для проведения восстановительных работ.

Аварийно-спасательные работы в чрезвычайной ситуации — первоочередные работы в зоне чрезвычайной ситуации по локализации и тушению пожаров, аварийному отключению источников поступления жидкого топлива, газа, электроэнергии и воды, по поиску и спасению людей, а также оказанию пораженным первой медицинской помощи и их эвакуации в случае необходимости в специализированные медицинские учреждения вне зоны чрезвычайной ситуации.

Неотложные работы в чрезвычайной ситуации — аварийно-спасательные и аварийно-восстановительные работы, оказание экстренной медицинской помощи, проведение санитарно-эпидемиологических мероприятий и охрана общественного порядка в зоне чрезвычайной ситуации.

Аварийно-восстановительные работы — первоочередные работы по локализации очагов разрушений и повышенной опасности, по устранению аварий и повреждений в коммунальных сетях, созданию минимально необходимых условий для жизнеобеспечения населения, а также работы по санитарной очистке и обеззараживанию территории.

Аварийно-спасательная служба — совокупность органов управления и средств, предназначенных для решения задач по предупреждению и ликвидации ЧС, функционально объединенных в единую систему, основу которой составляют аварийно-спасательные формирования.

Аварийно-спасательное формирование — самостоятельное или входящее в состав аварийно-спасательной службы структура, предназначенная для проведения аварийно-спасательных работ, основу которой составляют подразделения спасателей, оснащенные специальными техникой, оборудованием, снаряжением, инструментом и материалами.

Комплекс технических средств для ведения работ в зонах чрезвычайной ситуации — взаимно увязанные по производительности и работающие под единым управлением основные и вспомогательные технические средства, предназначенные для выполнения отдельных работ или определенных видов работ в рамках одного процесса в зонах чрезвычайной ситуации.

Комплект машин — это набор согласованно работающих и взаимно увязанных по производительности и другим параметрам основных и вспомогательных машин, необходимых для выполнения технологических трудоемких процессов.

Комплекс машин — это совокупность согласованно работающих и взаимно увязанных по производительности и другим параметрам основных и вспомогательных машин или комплектов машин, необходимых для выполнения конкретных работ (задач).

Маршрут — заранее намеченный или установленный путь следования, направление, порядок пути.

1.2 Классификация и основные поражающие факторы наводнений В основу классификаций наводнений положены различные причины. В зависимости от природы возникновения различают пять основных видов наводнений (таблица 1.1).

Таблица 1.1 — Виды наводнений в зависимости от причин возникновения и характера проявления

Сравнительно редко происходят наводнения, вызванные подводными землетрясениями, извержениями подводных или островных вулканов. Они наблюдаются в основном, на побережьях морей и океанов, в районах активной сейсмической деятельности. По повторяемости, размерам (масштабам) и наносимому суммарному ущербу наводнения делятся на четыре группы:

— низкие (малые) наводнения, которые наблюдаются, в основном, на равнинных реках, наносят незначительный материальный ущерб и почти не нарушают ритма жизни населения;

— высокие наводнения, сопровождающиеся значительным затоплением, охватывают сравнительно большие участки речных долин и иногда существенно нарушают хозяйственный и бытовой уклад населения. В густонаселенных районах высокие наводнения приводят к частичной эвакуации населения;

— выдающиеся наводнения охватывающие целые речные бассейны. Они парализуют хозяйственную деятельность, наносят большой материальный ущерб, приводят к массовой эвакуации населения и материальных ценностей;

— катастрофические наводнения вызывающие затопления громадных территорий в пределах одной или нескольких речных систем. Такие наводнения приводят к громадным материальным убыткам и гибели людей.

Основным поражающим фактором наводнения является поток воды. Поток воды определяется различными характеристиками, которые представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 — Характеристика основного поражающего фактора наводнений

При наводнении возможно возникновение вторичных поражающих факторов:

— пожаров (вследствие обрывов и короткого замыкания электрических кабелей и проводов);

— обрушения зданий, сооружений (под воздействием водного потока и вследствие размыва основания);

— заболеваний людей и сельскохозяйственных животных (вследствие загрязнения питьевой воды и продуктов питания).

1.3 Характеристика рек России по условиям возникновения наводнений По условиям формирования стока, а, следовательно, по условиям возникновения наводнений, реки России подразделяются на четыре типа:

1) реки с максимальным стоком от таяния снега на равнинах. Для таких рек причиной или источником наводнений является сезонное (весеннее) таяние снежного покрова. К этому типу относится большинство рек Европейской части России и Западной Сибири;

2) реки с максимальным стоком от таяния горных снегов и ледников. Условиями формирования наводнений для таких рек является интенсивное таяние ледников и снегов, расположенных высоко в горах, которое может наблюдаться несколько раз в течение года. К этому типу относятся реки Средней Азии. Закавказья и Северного Кавказа;

3) реки с максимальным стоком, обусловленным выпадением интенсивных осадков в виде дождей. Для рек такого типа характерно наличие нескольких пиков стока воды в течение года. К этому типу относятся реки Дальнего Востока, Сибири и Украины;

4) реки с максимальными стоками, образующимися от совместного влияния снеготаяния и осадков. Режимы этих рек характеризуются весенним половодьем от таяния снегов, повышением летнего и зимнего стока за счет обильного грунтового питания, а также значительными осенними осадками. Наличие такого типа рек характерно для Северо-западных районов страны и некоторых районов Кавказа.

Наиболее значительные наводнения наблюдаются на реках дождевого и ледникового питания, а особенно опасные — при сочетании этих двух факторов. В пределах России преобладают наводнения, вызванные половодьем или паводками (около 70−80% всех случаев). Они наблюдаются на равнинных и горных реках, в северных и южных районах страны и Дальнем Востоке. Для рек других типов наводнения имеют локальное распространение и носят специфический характер.

1.4 Статистика чрезвычайных ситуаций вызванных наводнением Особенность географического расположения Республики Башкортостан состоит в том, что осадки выпадают крайне неравномерно. Зимой осадки концентрируются, а затем, в течении короткого промежутка времени, вследствие резкого повышения температуры, уровень воды поднимается, происходит разлив рек. Распределение осадков на территории республики представлено на рисунке 1.1.

По повторяемости, площади распространения и суммарному среднегодовому материальному ущербу наводнения на территории Республики Башкортостан занимают первое место в ряду стихийных бедствий, а по количеству человеческих жертв и материальному ущербу — второе место после землетрясений.

Основные естественные причины речных наводнений — это гидрологические явления (формирование выдающихся половодий и паводков, затяжные дожди и ливни). Также наводнения возникают в результате сильных ливней в городах, если не обеспечен быстрый естественный или искусственный отвод выпавших осадков с их территории.

Рисунок 1.1- Пример интерфейса геоинформационной системы суточного распределения осадков (пик половодья 16 апреля 2006 г.)

На рисунке 1.1 показано распределение осадков на территории РБ. Зеленым цветом отмечено отсутствие осадков или их малое количество, белым цветом выделены области с наибольшим количеством осадков[6]. Количество осадков, выпадающих в г. Уфе составляет от 6−8 мм/сут.

Статистика наиболее крупных наводнений, произошедших в России представлена в таблице 1.3

Таблица 1.3 — Статистика наиболее крупных наводнений

Речные наводнения — очень распространенное стихийное бедствие. Они всегда затрагивают интересы общества. Наводнения бывают следствием не только естественных причин, но и разнообразной хозяйственной деятельности.

На диаграммах (рисунок 1.2, 1.3) представлена информация о количестве и продолжительности наводнений в 1997;1999 гг.

Рисунок 1.2 — Количество наводнений в 1997;1999 гг. по месяцам Рисунок 1.3 — Распределение наводнений в 1997;1999 гг. по их продолжительности в днях Во всем мире, включая Россию, наблюдается тенденция значительного роста ущербов от наводнений, вызванная нерациональным ведением хозяйства в долинах рек и усилением хозяйственного освоения паводкоопасных территорий.

Прогнозируемое потепление климата и неизбежный рост дальнейшего освоения речных долин несомненно приведут к увеличению повторяемости и увеличению разрушительной силы наводнений. Поэтому неотложной задачей является разработка действенных мер предотвращения наводнений и защиты от них, поскольку это в 50−70 раз уменьшит затраты на ликвидацию последствий от причиненных ими бедствий.

1.5 Прогнозирование и предупреждение наводнений Одним из мероприятий по защите населения и территории от чрезвычайной ситуации, вызванной наводнением, являются прогнозирование и предупреждение его последствий.

1.5.1 Прогнозирование наводнений В последние годы по территории России в целом и в Республике Башкортостан (РБ), в частности, наблюдается рост ущерба от затопления и подтопления территорий водами весеннего половодья и дождевых паводков. Паводкоопасными на территории республики являются 205 рек, в поймах которых находятся 1323 населенных пункта, что составляет 26% от общего их числа. Почти ежегодно частичному затоплению подвергаются такие крупные населенные пункты республики как гг. Уфа, Белорецк, Мелеуз, Стерлитамак, Салават, Бирск.

Паводки и половодье характеризуются сезонностью, скоротечностью и требуют оперативного, скоординированного и эффективного реагирования на складывающуюся ситуацию со стороны органов республиканского и местного управления с целью минимизации ущерба для населения и территории РБ от вредного воздействия вод. Для этого ежегодно создается и действует Республиканская противопаводковая комиссия, в которой организовано дежурство специалистов, занимающихся сбором, обобщением и анализом поступающей информации.

Информационной основой поддержки принятия решений по обеспечению безопасного прохождения паводков и половодий являются данные (прогнозные и фактические) с гидрологических и метеорологических постов Башкирского территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, а также данные, поступающие из городских и районных администраций.

В период прохождения паводки оказывают воздействие на природные, хозяйственные, технические и другие объекты: реки, водохранилища, гидротехнические сооружения, гидрологические и метеорологические посты, природопользователей, населенные пункты и т. д. Для этих объектов характерны существенная протяженность и распределенность по всей территории РБ. От полноты и доступности информации о точном местоположении объектов, их взаимном расположении и взаимосвязи напрямую зависит качество управленческих решений, принимаемых и реализуемых на различных уровнях: республиканском, территориальном и местном.

1.5.2 Использование геоинформационных технологий для прогнозирования наводнений В связи с этим, при выборе подходов к созданию современного информационного обеспечения для контроля развития паводковой ситуации в РБ принято решение ориентироваться на геоинформационные технологии. ГИС позволяют организовать обработку и представление пространственной информации как в виде традиционных наборов чисел и текстов, так и в форме электронных карт территорий. При этом все блоки информации содержат и атрибутивную (описательную) информацию, такую как наименование, количественные характеристики, административная принадлежность и др., и пространственную информацию, характеризующую местоположение объекта на поверхности Земли.

Исходя из анализа паводковых ситуаций на территории республики, выявлено три класса функциональных задач:

1) заблаговременное прогнозирование гидрологической обстановки в паводковый период (до прохождения паводка), включающее решение следующих задач:

— получение визуальной и аналитической информации по ожидаемым срокам вскрытия рек;

— ожидаемые сроки начала ледохода;

— определение минимальных и максимальных ожидаемых уровней воды по всем створам;

— сравнение максимального ожидаемого уровня воды по всем створам с предыдущим годом;

— ожидаемые зоны затопления на территории г. Уфы (по районам) на начало паводка с учетом ожидаемого максимального уровня воды рек Белая, Уфа и Дема;

— ожидаемые зоны затопления (по районам) на территории РБ на начало паводка;

— готовность водохранилищ объемом более 45 млн.куб.м. к пропуску половодья;

— гидрологическая обстановка на водохранилищах на начало паводка;

— состояние ГТС на территории РБ и их готовность к пропуску половодья.

2) краткосрочное оперативное прогнозирование паводка (во время его прохождения), включает решение следующих задач:

— построение ежедневных гидрологических бюллетеней, отражающих выход рек на пойму и состояние водохранилищ на текущую дату;

— получение визуальной и аналитической информации по рекам, на которых отмечался подъем уровней воды.

3) анализ паводковой ситуации за текущий год (после прохождения паводка):

— сравнение максимального уровня воды за текущий год по всем створам с максимальным уровнем воды в предыдущие годы;

— сравнение максимального уровня воды за текущий год по всем створам с уровнем выхода воды на пойму;

— сравнение прогнозируемого и фактического максимальных уровней воды в текущем году по всем створам.

Выполнение данных задач подразумевает обмен информацией, характеризующей снижение ущерба от паводков и наводнений, предотвращение загрязнения водных источников, рациональное использование и охрану водных ресурсов.

До начала паводковой ситуации из Башкирского территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды в МПР поступают прогнозные данные, характеризующие развитие весеннего половодья. В частности, противопаводковая комиссия получает информацию по ожидаемым датам вскрытия рек.

Используя средства ГИС, данную ситуацию визуализируют на карте РБ, представляя ожидаемые даты вскрытия рек на территории республики на начало паводка (1-й класс — «Заблаговременное прогнозирование»).

В качестве примера, пространственное распределение даты вскрытия рек с помощью ГИС представлено на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 — Распределение дат в пространстве На рисунке 1.4 представлены посты наблюдений, на которых указаны прогнозные даты вскрытия рек. Разными цветами показано, количество дней до прогнозной даты относительно указанного числа. Красный цвет сигнализирует о скором наступлении прогнозного вскрытия реки.

Ежедневно, в период прохождения паводка, из Башкирского территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды поступает информация следующего содержания:

— ожидаемые максимальные уровни воды;

— предупреждения об ожидаемых затоплениях на территории РБ;

— предупреждения об ожидаемых затоплениях на территории г. Уфы;

— ожидаемые максимальные расходы воды;

— данные с гидрологических постов (уровень/дата);

— ожидаемый объем весеннего половодья;

— ожидаемые сроки начала ледохода;

— данные с метеорологических постов (температура/осадки/дата).

На основе этих данных решаются задачи 2-го класса — «Краткосрочное оперативное прогнозирование». Из этого класса наиболее востребованы 2 задачи.

1) Построение ежедневного гидрологического бюллетеня, отражающего выход рек на пойму на текущую дату. На рисунке 1.5 показана территория Республики Башкортостан с отмеченными на ней гидрологическими постами. В подписи поста представлены его название, уровень воды на указанную дату и уровень поймы. Районы республики раскрашены в соответствии с текущей паводковой ситуацией: красным цветом помечены районы, в которых наблюдается превышение уровня поймы, желтым — ситуация близкая к превышению уровня поймы, зеленым — нет выхода на пойму.

Рисунок 1.5 — Пример ежедневного информационного листа и дат начала затопления поймы рек

2) После прохождения паводка для определения последствий весеннего половодья, учета всех объективных и субъективных факторов и подведения итогов очень важно провести анализ паводковой ситуации за текущий год. На карте результат сравнения представлен разными цветами. Красный цвет говорит о том, что в этом году максимальный наблюдаемый уровень на посту был выше уровня поймы. Желтый — максимальный уровень воды был близок к уровню поймы. Зеленый (темный) — максимальный уровень воды был ниже уровня поймы.

Рисунок 1.6 — Сравнение реального максимального уровня воды с уровнем поймы Данная система предназначена не только для решения задач отображения и интерпретации статистических и измерительных данных, она также позволяет проводить математическую обработку всей ГИС информации, хранящейся в базе данных. На рисунке 1.7 представлены разные способы обработки информации об изменении уровня воды на гидрологических постах: в табличном виде, в виде графиков, а также в картографической форме.

Рисунок 1.7 — Варианты представления паводковой информации Дальнейшее развитие подсистемы информационного обеспечения контроля развития паводковой ситуации планируется вести по следующим направлениям:

— моделирование зон затопления в период паводков и половодий по данным об уровнях воды на гидрологических постах и цифровой модели местности;

— использование данных дистанционного зондирования для определения зон фактического затопления в период паводков и половодий.

В результате решения вышеперечисленных задач поэтапно будет создана геоинформационная система Министерства природопользования лесных ресурсов и охраны окружающей среды, содержащая пространственную и атрибутивную информацию о текущем и ретроспективном состоянии экологической обстановки и природных ресурсов с инструментарием для анализа, моделирования и прогнозирования основных показателей природных и техногенных процессов на территории республики.

Прогнозы наводнений природного происхождения по заблаговременности их составления подразделяется на:

— краткосрочные (дождевых паводков, нагонных явлений) — с заблаговременностью до 7-ми суток;

— среднесрочные (уточненные прогнозы наводнений весеннего половодья) — с заблаговременностью от 7−15-ти суток;

— долгосрочные (предварительные прогнозы весеннего половодья) — с заблаговременностью от 7-ми суток до 3-х месяцев;

— сверхдолгосрочные — с заблаговременностью более 3-х месяцев.

Прогнозы наводнений могут быть локальными (для отдельных участков рек и водоемов) или территориальными (содержат обобщенные по территориям сведения об ожидаемых гидрологических процессах и явлениях).

Прогнозы наводнений, то есть опасных уровней воды и продолжительности их состояния, рассчитываются с помощью прогностических моделей, вырабатываемых на основе статистико-генетического подхода.

Предупреждения о возможности возникновения наводнения составляются на основании гидрологических прогнозов (максимальных уровней воды) и синоптических прогнозов (количества осадков, температуры воздуха, скорости и направления ветра).

Для населенных пунктов составляются альбомы крупномасштабных карт затопления. Альбом обобщает показатели опасности затопления населенных пунктов и находящихся в них хозяйственных объектов. На картах наносятся границы разлива воды, соответствующие территориям затопления при различных уровнях воды. Такие альбомы должны храниться в местных администраций.

Прогнозы наводнений во время весеннего половодья обладают большой заблаговременностью (месяц и более). Эта заблаговременность тем больше, чем больше доля снегового питания в доле реки (для рек РФ эта доля составляет около 70-ти %). Для долгосрочных прогнозов максимальных уровней весеннего половодья неопределенными факторами в момент выпуска прогноза остаются количество осадков на период заблаговременности прогноза и интенсивность таяния снега, которая определяется температурой воздуха.

Значительнее сложнее прогнозировать наводнения, вызванные дождевыми паводками, так как время от выпадения дождей до достижения катастрофических уровней воды на малых реках исчисляется часами. Надежного синоптического прогноза количества осадков с заблаговременностью хотя бы несколько суток в настоящее время нет.

Для снижения материального ущерба и повышения безопасности населения проводится заблаговременное краткосрочное прогнозирование возможных последствий наводнений.

Для краткосрочного прогнозирования паводкового наводнения заблаговременно должна быть проведена съемка гидрографической сети территории, известна характеристика рек в их естественном состоянии, выявлены факторы и явления, которые могут внести изменения режим водных преград.

Эти данные могут быть получены из следующих источников: карт описаний, справочной и специальной литературы. Разнообразные по характеру и степени детализации данных о водных преград содержат крупномасштабные (1:25 000; 1:50 000) топографические карты, лоцманские карты, лоции, перспективные карты рек, карты условий проходимости местности, геологические, гидрогеологические, климатологические карты.

Из справочной и специальной литературы могут быть использованы справочники по климатологии, гидрографии, водному хозяйству и водным ресурсам, атласы физико-географических данных, гидрологические ежедневники.

Собранная и обработанная информация о гидрографии должна храниться или распространятся нанесенной на карту инженерной оценки местности, в форме карточки инженерной разведки, в компьютере или быть издана в виде справочника.

Последовательность прогнозирования последствий наводнения может быть следующими:

— по данным об основных параметрах прохождения паводковых волн, полученным в результате гидрологических расчетов, или справочных материалов, производится оценка изменения гидрологического режима рек (скорости течения, глубины и ширины) во времени и по всему расчетному участку;

— производится оценка образования зоны затопления и изменение ее во времени на отдельных участков (створах).

1.5.3 Предупреждение наводнений Поскольку предотвратить наводнение оперативными методами нельзя, основной целью заблаговременно проводимых мероприятий является предупреждение ЧС, вызываемых наводнением, или снижение негативных последствий с ними связанных: уменьшение масштаба затопления, снижение потерь и ущерба от него. Направленные на это предупредительные меры можно разделить на три группы.

К первой группе относятся:

— работы прогнозно-аналитического характера — гидрологическое прогнозирование, анализ и оценка возможной обстановки. Гидрологический прогноз представляет собой научное обоснованное предсказание хода развития, характера и масштаба наводнения. Он может включать: время вскрытия реки (водоема) и выхода ее на пойму, возможность затора льда при вскрытии реки в весенний период, вероятные зоны затопления и подтопления.

С получением прогноза проводится анализ и оценка вероятной обстановки. Уточняются зоны предполагаемого затопления, оценивается степень угрозы для населения, определяются возможности функционирования хозяйства в условиях наводнения, его влияние на системы жизнеобеспечения и хозяйственную, в том числе транспортную, инфраструктуру. Особое внимание уделяется потенциально опасным объектам и оценки риска выброса (утечки) вредных веществ. Одновременно выявляются находящиеся под угрозой особо ценные объекты. Предварительно оцениваются вероятный ущерб, санитарно-эпидемическая обстановка, ресурсы, которыми располагает данная территория для противодействия наводнению, а также жизнеобеспечения населению. При этом используются и уточняются карты затопления городов, крупномасштабные топографические карты с линиями, обозначающими площади затопления при тех или иных уровнях вод.

В результате анализа и оценки обстановки должны быть получены исходные данные для планирования и принятия решения по предупредительным мерам, а также по вопросам подготовки к проведению аварийно-спасательных и других неотложных работ.

Ко второй группе относятся:

— предупредительные меры — организационно-оперативного характера. Это принятие органами местной исполнительной власти, территориальными органами управления по делам ГО и ЧС и должностными лицами решений на проведение превентивных мероприятий и подготовку к борьбе с наводнением; разработка проектов распорядительных документов местной администрации (о порядке эвакуации, охране имущества граждан, движение транспорта, о привлечении населения к работам, санитарно-эпидемических мероприятий); санкционирование конкретных инженерно-технических работ, мер защиты и организация их выполнения; уточнение планов действий органов управления и сил, постановка им задач.

Корректируется порядок взаимодействия органов управления по делам ГО и ЧС с органами военного командования, отраслями хозяйственными предприятиями, учреждениями, общественными организациями и средствами массовой информации. Проводятся проверки готовности сил и средств РСЧС, необходимые инструктажи и тренировки органов управления и аварийно-спасательных формирований. Также уточняется наличие плавсредств, других материально-технических ресурсов, для осуществления предупредительных мер, аварийно-спасательных и других неотложных работ. Решаются вопросы материально-технического обеспечения и использование материальных резервов. Частично ограничивается или прекращается функционирование предприятий, учебных заведений, других организаций, расположенных в зонах возможного затопления.

Граждане информируются о прогнозе наводнения, проводится разъяснительная работа по действиям населения в предвидении и во время наводнения.

К третей группе относятся:

— предупредительные меры — инженерно-технического характера. Они базируются в основном на типовых способах снижения последствий наводнений. К ним могут быть отнесены: уменьшение максимального расхода в реке путем перераспределения стока во времени, сооружение ограждающих дамб (валов), спрямление русла рек, подсыпка территорий, берегоукрепительные и дноукрепительные работы, регулирование стока паводка (половодья) с помощью водохранилищ, применение комбинированного способа профилактики наводнений. Часть этих мероприятий могут проводиться только на долговременной основе, часть — оперативно в предвидении стихии, а часть — как долговременно, так и оперативно.

Снизить потери и ущерб от наводнений позволяют и другие предупредительные мероприятия — активные и пассивные. Они достаточно разнообразны. Это посадка лесозащитных полос в бассейнах рек, распашка земли поперек склонов, сохранение прибрежных водоохранных полос древесной и кустарниковой растительности, устройство террас на склонах, строительство прудов и других искусственных водоемов в логах, балках и оврагах для перехвата талых дождевых вод. К таким мерам относятся также перевод систематически затопляемых пашен и луга и пастбища, создание запасных летних пастбищ для скота и мобильных доильных установок. Могут сооружаться или ремонтироваться ограждающие дамбы, проводиться сплошное или по участкам обвалования.

В проекты гидроузлов должны закладываться резервные объемы создаваемых водохранилищ. Следует организовывать частичный сброс воды из верхнего в нижний бьеф гидроузлов и одновременно заполнять резервные объемы.

Оперативно возводятся простейшие защитные сооружения (дамбы) и принимаются другие меры, направленные на предохранение объектов жизнеобеспечения, потенциально опасных объектов (энергетики, водоснабжения, теплоснабжения, канализации, очистных, пищевой промышленности, содержащих аварийно-химически опасные вещества), а также имеющих высокую материальную и культурную ценность.

В случае необходимости заблаговременно эвакуируются население, сельскохозяйственные животные, материальные и культурные ценности из зон затопления.

1.6 Последствия и виды ущербов, возникающих при наводнениях При наводнении происходит быстрый подъем воды, затопление или подтопление прилегающей местности.

Затопление населенных пунктов, сооружений, коммуникаций, сельскохозяйственных угодий, природных комплексов в результате воздействия воды и быстрого течения имеет для этих объектов, хозяйства и населения значительные отрицательные последствия. В ходе наводнения гибнут люди, сельскохозяйственные и дикие животные, разрушаются или повреждаются здания, сооружения, коммуникации, утрачиваются другие материальные и культурные ценности, прерывается хозяйственная деятельность, гибнет урожай, смываются или затапливаются плодородные почвы, изменяется ландшафт.

Вторичными последствиями наводнений является утрата прочности различного рода сооружений в результате размыва и подмыва, перенос водой вылившихся из поврежденных вредных веществ и загрязнение ими обширных территорий, осложнение санитарно-эпидимической обстановки, заболачивание местности, а также оползни, обвалы, аварии на транспорте и промышленных объектах.

Масштабы последствий наводнения зависят от продолжительности стояния опасных уровней воды, скорости водного потока, площади затопления, сезона, плотности населения и интенсивности хозяйственной деятельности на затопленной местности, наличия защитных гидротехнических сооружений и конкретных мер подготовки к наводнению, уровня подготовки и организованности к действиям в условиях наводнения руководящего состава, персонала предприятий и организаций, аварийно-спасательных сил. В обобщенном виде последствия наводнения выражаются через показатели материального и финансового ущерба. Потери среди населения оцениваются числом погибших, пострадавших, пропавших без вести.