Осадки представляют собой стихийное бедствие, которое, по сравнению с другими опасными явлениями, обычно затрагивает лишь небольшие территории. Однако ущерб, нанесенный инфраструктуре или непосредственно пострадавшим лицам, может быть значительным и иметь серьезные последствия. Это часто воспринимается как вредное событие. Поэтому важно обеспечить наилучшую возможную защиту на основе строгих методов управления опасностями и рисками.
В настоящем документе представлен обзор оценки параметров, необходимых для эффективного реагирования на событие обрушения породы с момента его возникновения до принятия надлежащих защитных мер. Это включает в себя представление типичных приложений, а также обширный обзор литературы по соответствующим темам, которые оцениваются и обсуждаются с точки зрения их производительности, надежности, валидации, экстремальных нагрузок и т.д.
Взносы включают:
- - Восприимчивость к выпадениям камней вместе с оценкой опасности
- и зонирование.
- - Инициирование выпадения породы и моделирование биения
- - Проектирование и оценка эффективности систем защиты от камнепадов, уделяя особое внимание конструктивным контрмерам, таким как ограждения, стены, галереи, набережные, рвы или леса.
Опасность выпадения камней может быть оценена с использованием различных подходов, в зависимости от характеристик исследуемых районов. Опасность часто должна оцениваться вдоль коммуникационного маршрута; в этом случае часто используются полевые записи и списки прошлых событий камнепадов, но они оказались ограниченными. Например, 31 мая 2006 года в результате крупного камнепада погибли два туриста на главной автомагистрали, пересекающей Альпы через Готтарский тоннель в Швейцарии. Это событие вызвало широкий общемировой резонанс и вызвало в средствах массовой информации ряд эмоциональных сообщений о крупных инцидентах, произошедших в Альпах в последующие недели, включая падение камня на гору Айгер. Еще одно недавнее событие свидетельствует о трудностях прогнозирования событий, связанных с обвалами горных пород.
Опасность камнепадов: определение, оценка и зонирование
Выпадение камней является основной причиной гибели в результате оползней, даже когда речь идет об элементах риска с низкой степенью воздействия, таких как дорожное движение вдоль автомагистралей. Несмотря на то, что обвалы обычно имеют меньшие объемы по сравнению с другими типами оползней, они также наносят серьезный ущерб зданиям, инфраструктуре и спасательным линиям из-за их пространственной и временной частоты, способности легко выделять и кинетической энергии.
Эта проблема еще более актуальна в крупных альпийских долинах и прибрежных районах с высокой плотностью населения, транспортных коридорах и туристических курортах. Поэтому защита от камнепадов представляет большой интерес для заинтересованных сторон, администраторов и сотрудников гражданской обороны. Приоритизация действий по предотвращению изменения климата, выбор контрмер и планирование землепользования должны подкрепляться оценкой опасности камнепадов. С другой стороны, анализ рисков необходим для оценки последствий ожидаемых событий, связанных с обрушением горных пород, и оценки технической пригодности и экономической эффективности различных вариантов смягчения их последствий.
Опасность камнепада: определение понятия "опасность падения"
Оползневая опасность определяется как вероятность того, что оползни заданной величины произойдут в данном районе в течение определенного временного интервала.
Это определение предусматривает понятия пространственного положения, временной частоты и интенсивности. Тем не менее, в случае долгосрочных оползней, таких как обвалы или лавины, определение вероятности возникновения должно учитывать концепцию распространения оползней. Это означает перенос оползневой массы и энергии от источника на максимальное расстояние до десятков километров для лавин и селевых потоков горных пород или несколько сотен метров для фрагментарных обвалов, характеризующихся плохим взаимодействием между падающими блоками объемом до 105 м3. Таким образом, опасность камнепадов зависит от них.
Оценка опасности камнепадов потребует оценки:
- (a) временной вероятности (годовая частота или период возврата) и пространственной восприимчивости к событиям, связанным с выпадением камней;
- (b) трехмерная траектория и максимальный биение падающего груза
- блоков;
- (c) распределение интенсивности обвалов в каждом месте и вдоль каждой трассы падения.
Элементы, подвергающиеся риску, не учитываются в определении опасности. Тем не менее, подходы к оценке опасности должны быть способны решать проблемы, характеризующиеся различным пространственным распределением потенциально уязвимых объектов, таких как точечные (дома), линейные (дороги, железные дороги) или ареальные (деревни).
Более того, мишени различной формы и размера, вероятно, будут включать в себя различное количество траекторий, истекающих из различных источников, что повлияет на вероятность локального охвата. Таким образом, методы оценки должны учитывать пространственно распределенный характер опасности. Хотя было предложено несколько методов оценки опасности, лишь немногие из них удовлетворяют всем этим требованиям. Они отличаются друг от друга тем, как они учитывают частоту наступления обвалов или восприимчивость, предполагаемую вероятность достижения цели и объединяют их для получения количественных или качественных оценок опасности.
Опасное зонирование: современная практика и нерешенные вопросы
Зонирование опасности камнепадов или восприимчивости является заключительным этапом оценки опасности, ведущим к разработке документа, полезного для планирования землепользования, определения приоритетности финансирования или предварительной оценки соответствующих защитных мер.
Основная проблема в зонировании опасных зон заключается в поиске согласованных критериев для объединения вероятности наступления или восприимчивости, достижения вероятности и интенсивности в картографическом документе, особенно когда невозможно оценить формальные вероятности.
Швейцарские директивы требуют, чтобы опасность камнепадов была зонирована в соответствии с вероятностью наступления и интенсивностью, т.е. определяли три опасных зоны: красную, синюю и желтую.
Тем не менее, они явно не учитывают вероятность достижения и пространственную изменчивость кинетической энергии. Так, была предложена методология, основанная на 2-D численном моделировании, для картирования опасности в соответствии с вероятностью того, что блоки, вовлеченные в события с определенным периодом возврата, достигают определенного места вдоль 2-D профиля с заданной кинетической энергией.