Введение 3
Глава 1. Состояние проблемы 5
Глава 2. Методика по определению динамических характеристик лавин по видеоматериалам 20
Глава 3. Результаты 23
Заключение 38
Список литературы 39
Снежные лавины относятся к классу опасных гидрометеорологических явлений. Горные регионы каждую зиму имеют материальный ущерб и человеческие жертвы вследствие схода лавин. Ежегодно увеличивающееся развитие инфраструктуры в горных районах, застройка, разработка полезных ископаемых встречается с проблемой снежных лавин.
География столкновения человека и снежных лавин обширна. На рисунке 1 представлена карта распространения снежных лавин в мире [11]. Карта составлена AnceyC. с помощью данных абсолютных высот и распределения снежного покрова за 2000-2015 гг. Для Европы основными регионами развития снежных лавин являются Альпы, Карпаты, горные хребты Скандинавии и Балканы. В Азии все горные районы России от Урала до Камчатки подвержены формированию снежных лавин, часто сходят лавины в Средней Азии, на Кавказе, в Турции, в горных районах Китая и Японии, Гималаях. На американских континентах лавины получили распространение в Кордильерах и Андах.
Лавиноведение – наука, занимающаяся изучением снежных лавин. Ее развитие помогает нам приблизиться к пониманию сути процесса лавинообразования. Понимание физических принципов лавинообразования откроет нам путь к новым методам расчета значимых для практики величин, в частности к математическому моделированию схода лавин, результатом которого будет получение динамических характеристик лавин, необходимых для проектирования сооружений в зоне лавинообразования и инженерной защиты в зоне лавинной опасности.
Начальная стадия любой науки – сбор и анализ натурного материала. Однако, в лавиноведении получение данных связанно с большим количеством трудностей. Из-за скорости и мощности развития процесса зачастую используются косвенные методы расчета. Одним из таких методов является определение характеристик лавин по видеосъемке, который будет подробно рассмотрен в данной работе.
Методы расчета инженерно значимых характеристик не способны надежно определить такие характеристики, как скорость лавины, давление на препятствие и дальность выброса лавины.
Целью работы является адаптация применения методики определения динамических характеристик лавин по видеосъемке. В задачи исследования входит:
• Уточнение и адаптация методики измерения динамических характеристик лавины (высоты фронта лавины, скорости лавины на разных участках) по видеоматериалам.
• Создание информационной базы данных измеренных динамических характеристик лавин по видеоматериалам.
• Сравнительный анализ измеренных и рассчитанных значений динамических характеристик лавин.
В ходе работы была описана методика определения скорости фронта лавины и высоты фронта лавины по видеосъемке. Она была успешно применена к реальным объектам. Было обработано 3 видео, всего получены 40 скоростей лавин. Максимальная измеренная скорость лавины составила 50 м/с на норвежской лавине. Следует отметить скорость при которой начинает образовываться снежнопылевое облако, в данном исследовании она получилась равной от 9 до 15 м/с. Автор считает, что эта величина сильно зависит от характеристик снега, а именно от плотности, а также, возможно, от степени перекристаллизации.
Методика определения скоростей фронта лавин по видеосъемке хорошо зарекомендовала себя как средство получения исходной информации. При наличии достаточной исходной информации можно получить надежные значения скоростей фронта лавины на участках, которые имеют как практическую, так и научную значимость. В первую очередь хочется отметить, что по таким данным возможна калибровка моделей лавинообразования. При наличии большой статистической выборки можно исследовать влияние морфологических характеристик лавиносбора на динамические характеристики лавин. Имея при этом несколько видео с одного водосбора при разных известных характеристиках снежного покрова, можно приблизиться к пониманию влияния характеристик снега на динамические характеристики лавин. Это в свою очередь может дать выход на краткосрочные прогнозы дальностей выброса и скоростей лавины по данным о снеге. Однако, стоит отметить, что существующие расчетные методики, используемые в инженерной практике не учитывают всего множества факторов, а именно характеристики снежного покрова, недостаточно учитывают морфометрию и различные силы трения, не точно воспроизводят процесс лавинообразования и дают приблизительные значения.
