РД 52.37.612-2000
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
ИНСТРУКЦИЯ
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЛАВИННОЙ ОПАСНОСТИ
Дата введения 2000-01-13
ПРЕДИСЛОВИЕ
1 РАЗРАБОТАН Высокогорным геофизическим институтом
2 РАЗРАБОТЧИК М.И.Зимин (руководитель разработки)
3 ВНЕСЕН УСНК Росгидромета
4 УТВЕРЖДЕН Федеральной службой России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды 13 января 2000 г.
5 ОДОБРЕН ЦКПМ (протокол N 2 от 25.05.99)
6 ЗАРЕГИСТРИРОВАН ЦКБ ГМП за номером РД 52.37.612-2000 от 12.04.2000
7 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящая инструкция применяется для прогноза лавинной опасности, возникающей из-за снегопадов и метелей, а также для прогноза лавин, вызываемых перекристаллизацией снега, и лавин из мокрого снега.
2 ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
- толщина снега на склоне, м;
- длина зоны зарождения лавин по гипотенузе, м;
- сумма осадков за последние 24 ч до составления прогноза, мм;
- средняя интенсивность осадков за последние 3 ч, мм/ч;
- скорость ветра (используется скорость максимального порыва ветра за последние 24 ч до составления прогноза), м/с;
- средняя температура воздуха за период наличия снега на склоне,
- время нахождения снега на склоне, ч;
- толщина снега на склоне в начале наблюдений, м;
- средняя толщина снега за последние 10 сут, м;
- средняя температура воздуха за последние 10 сут,
- изменение толщины снега за последние сутки, м;
- средняя температура воздуха за последние сутки,
3 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
3.1 Снежные лавины наносят серьезный ущерб народному хозяйству и нередко являются причиной гибели людей. В связи с этим их правильное прогнозирование в значительной степени определяет безопасность работ в горах.
Работы по предупредительному спуску снежных лавин основываются на прогнозах лавинной опасности [2], приложение Б.
Основам лавиноведения посвящены работы [1, 3, 5, 8-10]. Физико-механические процессы в снеге и их моделирование описаны в работах [4, 6, 7].
3.2 Желательно получать исходные данные непосредственно из зоны зарождения лавин. Если эта информация недоступна, то используются результаты измерений на метеоплощадке, расположенной достаточно близко к лавиносбору.
3.3 Методика прогнозирования лавинной опасности разработана по результатам математического моделирования процессов в снеге и, таким образом, не связана с каким-либо районом. Она применяется независимо от наличия или отсутствия данных о сходе лавин в том или ином лавинном очаге или горном районе.
3.4 Расчеты по настоящей инструкции завышают лавинную опасность, так как подобные явления могут привести к значительным материальным потерям и человеческим жертвам. Расчетное число непредсказанных лавин составляет одну из тысячи.
3.5 Прогнозирование лавинной опасности желательно выполнять с применением компьютера (приложение А). Однако расчет осуществим и с использованием калькулятора.
4 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЛАВИННОЙ ОПАСНОСТИ
4.1 Сначала оценивается, не является ли лавинная опасность исключительной.
4.1.1 В первую очередь вычисляются величины
, (1)
(2)
, (3)
где
- величина, учитывающая влияние угла склона на исключительную лавинную опасность;
- величина, учитывающая влияние длины зоны зарождения лавин по гипотенузе на исключительную лавинную опасность;
- величина, учитывающая влияние толщины снега на склоне на исключительную лавинную опасность.
4.1.2 Затем проводится операция по определению комплексного влияния угла склона, длины зоны зарождения лавин по гипотенузе и толщины снега на склоне на исключительную лавинную опасность. Для этого вычисляются величины
, (4)
, (5)
, (6)
, (7)
где
- величина, определяющая влияние угла склона на исключительную лавинную опасность с учетом значений
и
;
- величина, определяющая влияние толщины снега на склоне на исключительную лавинную опасность с учетом значений
и
;
- величина, определяющая влияние длины зоны зарождения лавин по гипотенузе на исключительную лавинную опасность с учетом значений
и
;
- величина, учитывающая комплексное влияние угла склона, длины зоны зарождения лавин по гипотенузе и толщины снега на склоне на исключительную лавинную опасность.
4.1.3 Далее вычисляются величины
, (8)
(9)
где
- величина, учитывающая влияние суммы осадков на исключительную лавинную опасность;
- величина, учитывающая влияние формы графика функции
на исключительную лавинную опасность;
, (10)
где
- величина, учитывающая влияние интенсивности осадков на исключительную лавинную опасность;
, (11)
где
- величина, учитывающая влияние скорости ветра на исключительную лавинную опасность;
(12)
(13)
, (14)
где
- величина, учитывающая влияние среднего за последние 10 сут градиента температуры в снеге на исключительную лавинную опасность;
- средний градиент температуры в снежной толще за последние 10 сут,
- параметр, учитывающий влияние формы графика функции
исключительную лавинную опасность;
, (15)
- средний градиент температуры в снежной толще за весь период пребывания снега на склоне,
(16)
(17)
где
- величина, учитывающая влияние градиента температуры в снеге за время нахождения его на склоне на исключительную лавинную опасность;
- параметр, учитывающий влияние формы графика функции
на исключительную лавинную опасность.
4.1.4 Вероятность исключительной лавинной опасности равна
. (18)
Если
0,9, то считается, что имеет место исключительная лавинная опасность. В противном случае проверяется, следует ли ожидать массовый сход лавин значительного объема, т.е. с очисткой при движении лавины от 10 до 50% площади лавиносбора.
Прогноз "исключительная лавинная опасность, ожидается массовый сход лавин объема с очисткой более 50% площади лавиносбора" дается на последующие сутки. На последующие вторые и третьи сутки в этом случае дается прогноз "снег находится в неустойчивом состоянии, возможен сход лавин значительного объема с очисткой от 10 до 50% площади лавиносбора".
4.2 Определение возможности массового схода лавин значительного объема выполняется в несколько этапов.
4.2.1 Сначала вычисляются величины
, (19)
, (20)
, (21)
где
- величина, учитывающая влияние утла склона на возможность массового схода лавин значительного объема;
- величина, учитывающая влияние длины зоны зарождения лавин по гипотенузе на возможность массового схода лавин значительного объема;
- величина, учитывающая влияние толщины снега на склоне на возможность массового схода лавин значительного объема.
4.2.2 Затем выполняется операция по определению комплексного влияния угла склона, длины зоны зарождения лавин по гипотенузе и толщины снега на склоне на возможность массового схода лавин значительного объема. Для этого вычисляются величины
, (22)
, (23)
, (24)
, (25)
где
- величина, определяющая влияние угла склона на возможность массового схода лавин значительного объема с учетом значений
и
;
- величина, учитывающая влияние толщины снега на склоне на возможность массового схода лавин значительного объема с учетом значений
и
;
- величина, учитывающая влияние длины зоны зарождения лавин по гипотенузе на возможность массового схода лавин с учетом значений
и
;
- величина, учитывающая комплексное влияние угла склона, длины зоны зарождения лавин по гипотенузе и толщины снега на возможность массового схода лавин значительного объема.
4.2.3 Далее вычисляются величины
, (26)
(27)
где
- величина, учитывающая влияние суммы осадков за последние сутки на возможность массового схода лавин значительного объема;
- величина, учитывающая влияние формы графика функции
на возможность массового схода лавин значительного объема;
, (28)
где
- величина, учитывающая влияние интенсивности осадков за последние 3 ч на возможность массового схода лавин значительного объема;
, (29)
где
- величина, учитывающая влияние скорости ветра на возможность массового схода лавин значительного объема;
(30)
(31)
где
- величина, учитывающая влияние формы графика зависимости
на возможность массового схода снежных лавин значительного объема;
- величина, учитывающая влияние градиента температуры в снеге за последние 10 сут на возможность массового схода лавин значительного объема;
(32)
где
- величина, учитывающая влияние градиента температуры в снеге за весь период пребывания его на склоне на возможность массового схода лавин значительного объема;
, (33)
где
- величина, учитывающая влияние начальной толщины снега на возможность массового схода лавин значительного объема;
- начальная толщина снега;
(34)
где
- величина, учитывающая влияние времени пребывания снега на склоне на возможность массового схода лавин значительного объема.
4.2.7* Вероятность массового схода лавин значительного объема равна
. (35)
Если
, то дается прогноз "на последующие сутки ожидается массовый сход лавин значительного объема с очисткой от 10 до 50% площади очага". На последующие вторые сутки дается прогноз "снег находится в неустойчивом состоянии, возможен сход лавин значительного объема с очисткой от 10 до 50% площади очага". На последующие третьи сутки дается прогноз "снег находится в неустойчивом состоянии, возможен сход лавин небольшого объема с очисткой до 10% площади очага".
Если
, то надо проверить, не находится ли снег в неустойчивом состоянии (сход лавин при этом не гарантируется).
4.3 Возможность неустойчивого состояния снега оценивается следующим образом.
4.3.1 Сначала вычисляются величины
, (36)
, (37)
, (38)
где
- величина, учитывающая влияние угла склона на возможность неустойчивого состояния снега;
- величина, учитывающая влияние длины зоны зарождения лавин по гипотенузе на возможность неустойчивого состояния снега;
- величина, учитывающая влияние длины склона по гипотенузе на возможность того, что снег находится в неустойчивом состоянии.
4.3.2 После этого определяется комплексное влияние угла склона, длины зоны зарождения лавин по гипотенузе и толщины снега на склоне на возможность неустойчивого состояния снега. Для этого вычисляются величины:
, (39)
, (40)
, (41)
, (42)
где
- величина, определяющая влияние угла склона на возможность неустойчивого состояния снега с учетом значений
и
;
- величина, определяющая влияние толщины снега на склоне на возможность неустойчивого состояния снега с учетом значений
и
;
- величина, определяющая влияние длины зоны зарождения лавин по гипотенузе на возможность неустойчивого состояния снега с учетом значений
и
;
- величина, учитывающая комплексное влияние угла склона, длины зарождения лавин по гипотенузе и толщины снега на возможность неустойчивого состояния снега.
4.3.3 Затем определяются следующие величины:
(43)
(44)
где
- величина, учитывающая влияние суммы осадков за последние сутки на возможность неустойчивого состояния снега;
- величина, учитывающая влияние формы графика функции
на возможность неустойчивого состояния снега;
, (45)
где
- величина, учитывающая влияние средней интенсивности осадков за последние 3 ч на возможность неустойчивого состояния снега;
, (46)
, (47)
где
- величина, учитывающая влияние скорости ветра и изменения толщины снежной толщи за последние сутки на возможность неустойчивого состояния снега;
- изменение толщины снега за последние сутки, м;
, (48)
где
- величина, учитывающая влияние начальной толщины снега на возможность неустойчивого состояния снега;
(49)
где
- величина, учитывающая влияние среднего градиента температуры за последние 10 сут на возможность неустойчивого состояния снега;
(50)
где
- величина, учитывающая влияние времени пребывания снега на склоне на возможность неустойчивого состояния снега;
(51)
где
- величина, учитывающая влияние градиента температуры в снеге на возможность неустойчивого состояния снега.
4.3.4 Вероятность того, что снег находится в неустойчивом состоянии, равна
, (52)
где
- вероятность того, что снег находится в неустойчивом состоянии.
Если расчеты выполняются на ПЭВМ, то автоматически проводится уточнение величины
при помощи методов распознавания образов.
При отсутствии компьютера это уточнение не проводится.
Если
0,32, то снег находится в неустойчивом состоянии. В противном случае ситуация нелавиноопасна.
4.3.5 Для прогноза объема возможных лавин вычисляется величина
:
. (53)
Если
0,9, а
0,9, то на последующие сутки дается прогноз "снег находится в неустойчивом состоянии, возможен сход лавин небольшого объема с очисткой до 10% площади очага".
Если обе эти величины больше либо равны 0,9, то на последующие сутки необходимо дать прогноз "снег находится в неустойчивом состоянии, возможен сход лавин значительного объема с очисткой от 10 до 50% площади очага", а на последующие вторые сутки дается прогноз "снег находится в неустойчивом состоянии, возможен сход лавин небольшого объема с очисткой до 10% площади очага".
4.4 Из принимаемой в расчетах толщины снега следует вычитать толщину слоя снега, начинающегося у поверхности склона и имеющего плотность снега более 430 кг/м
.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное)
Работа с комплексом программ AVF
Комплекс программ AVF предназначен для прогноза лавинной опасности. Следует запустить pwaf.exe и далее работа идет в диалоговом режиме.
Тестовый пример:
угол склона 25°;
длина зоны зарождения по гипотенузе 100 м;
толщина снега 0,3 м;
сумма осадков за последние сутки 16 мм;
средняя интенсивность осадков за последние 3 ч 1 мм/ч;
скорость ветра равна нулю;
начальная толщина снега равна нулю;
300 ч;
0,26 м;
изменение толщины снега за последние сутки равно нулю;
ожидаемая на последующие сутки сумма осадков равна нулю;
толщина слоя снега, начинающегося у поверхности земли и имеющего плотность более 430 кг/м
, составляет 0,01 м;
средняя плотность слоя снега, начинающегося у поверхности земли и имеющего плотность более 430 кг/м
, равна 500 кг/м
.
Должно быть напечатано:
Прогноз на последующие сутки.
Снег находится в неустойчивом состоянии, возможен сход лавин небольшого объема, с очисткой до 10% площади очага.
Для нормальной работы комплекса необходимо наличие WINDOWS 95 и Microsoft Office.
В директории AVF должны быть файлы pwaf.exe, jend.bat, dobrz.dat, obrazs.exe.
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(справочное)
Библиография
1. Болов В.Р. Руководство по предупредительному спуску снежных лавин с применением артиллерийских систем КС-19. - М.: Гидрометеоиздат, 1984. - 108 с.
2. Божинский А.Н., Лосев К.С. Основы лавиноведения. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - 280 с.
3. Войтковский К.Ф. Лавиноведение. - М.: Изд-во МГУ, 1989. - 158 с.
4. Долов М.А., Халкечев В.А. Физика снега и динамика снежных лавин. - Л.: Гидрометеоиздат, 1972. - 327 с.
5. Залиханов М.Ч. Снежно-лавинный режим и перспективы освоения гор Большого Кавказа. - Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 1981. - 375 с.
6. 3имин М.И. Решение физически нелинейных стохастических задач строительной механики с учетом тепловых, диффузионных, радиационных процессов и неоднородности материалов/Кабардино-Балкарский ГУ. - Нальчик, 1991. - Деп. в ВИНИТИ, N 2881-В91. - 80 с.
7. Зимин М.И., Шабельников В.А., Тимишев В.М., Зимина С.А. Моделирование физико-механических процессов в структурно-неоднородных телах/Кабардино-Балкарский ГУ. - Нальчик, 1998. - Деп. в ВИНИТИ, N 3945-В98. - 58 с.
8. Канаев Л.А. Современное состояние прогнозирования лавинной опасности в СССР. - Обнинск, информационный центр, 1975. - 20 с.
9. Снег. Справочник. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 752 с.
10. Тушинский Г.К. Лавины. - М.: Наука, 1949. - 213 с.
