×
27.02.2013
216.012.2c79

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИРОСТА ТОЛЩИНЫ СНЕЖНОГО ПОКРОВА НА ЛАВИНООПАСНЫХ СКЛОНАХ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для дистанционного контроля прироста толщины снежного покрова на лавиноопасных склонах. Согласно заявленному способу предварительно для подветренной части лавиноопасного склона в нелавиноопасный период, например летом, синхронно измеряют скорость ветра на гребне (V) и скорость ветра на склоне (V). Затем определяют расстояние между точками измерения (L) и находят коэффициент затухания скорости ветра для данного склона (К) по формуле После этого в зимний период в режиме стандартных метеонаблюдений по программе метеостанций 2-го разряда определяют продолжительность метели (Т), расход метели (q) и количество осадков (М) в штилевой зоне, соответствующей скорости ветра 6 м/с. Одновременно измеряют скорость ветра (V) на гребне, угол между вектором скорости ветра и линией гребня (α), а также угол наклона склона (β). После этого определяют максимальный прирост толщины снежного покрова (h) на склоне за счет осадков и метелевых отложений по формуле Технический результат - повышение точности определения прироста толщины снежного покрова. 1 ил.
Основные результаты: Способ определения прироста толщины снежного покрова на лавиноопасных склонах с помощью инструментальных средств измерения, отличающийся тем, что предварительно для подветренной части лавиноопасного склона определяют коэффициент затухания скорости ветра, для чего в нелавиноопасный период, например, летом, синхронно измеряют скорость ветра в двух точках склона, одна из которых расположена на гребне, а другая - на склоне, далее определяют расстояние между точками измерения и находят коэффициент затухания скорости ветра для данного склона, по формуле где K - коэффициент затухания скорости ветра на подветренной части лавиноопасного склона, м;V и V - скорость ветра, соответственно, в точке, расположенной на гребне хребта и на склоне;L - расстояние между точками измерения,затем, в зимний период, в режиме стандартных метеонаблюдений по программе метеостанций 2-го разряда определяют продолжительность метели, расход метели и количество осадков в штилевой зоне, соответствующей скорости ветра 6 м/с, а также измеряют направление и скорость ветра на гребне, после чего определяют максимальный прирост толщины снежного покрова на склоне за счет осадков и метелевых отложений по формуле где q - расход метели, кг/(м·с) (определяется справочно по значению скорости ветра на гребне на высоте флюгера 10-15 м);Т - продолжительность метели, c;α - угол между вектором скорости ветра и линией гребня, град.;ρ - плотность метелевых отложений (снега), кг/м;V - среднее значение скорости ветра на гребне за промежуток времени T, м/с;10 - коэффициент перевода размерности (с миллиметров в метры);ρ - плотность воды, кг/м;M - количество осадков в штилевой зоне склона, где скорость ветра не превышает 6 м/с, в мм водного столба;β - угол наклона склона, град.

Изобретение относится к области метеорологического и снеголавинного обеспечения работ по принудительному спуску лавин методом дистанционного контроля прироста толщины снежного покрова на лавиноопасных склонах.

Известны различные инструментальные способы измерения прироста толщины снежного покрова на лавиноопасных склонах с помощью шурфов, снегомерных реек, тросов и т.д.

На практике наиболее часто используется способ, согласно которому осуществляют стратиграфический разрез снежной толщи в шурфах, заложенных на репрезентативных участках склона, затем, измеряя толщину выпадающих на него сверху осадков, судят о приросте толщины слоя снега (Болов В.Р. Борьба с лавинной опасностью методом предупредительного спуска лавин. - Гидрометеоиздат, 1984, с.40-42).

Указанный способ недостаточно точен и эффективен, поскольку, исходя из условий техники безопасности, шурфы закладывают в местах, где сход лавин исключен. В итоге полученные результаты измерения не соответствуют данным, которые имели бы место в случае закладки шурфов непосредственно в зоне зарождения лавин.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ дистанционного определения прироста толщины снежного покрова на склоне с помощью снегомерных реек (SU 410356 А2, 05.01.1974 - прототип).

Снегомерные рейки представляют собой брус с делениями для определения толщины снежного покрова, которые устанавливаются в различных точках на склоне в осенний период. Прирост высоты снежного покрова на склоне определяют по делениям на снегомерных рейках с помощью дистанционных средств наблюдения.

Как показала практика, данный способ малоэффективен из-за повреждений снегомерных реек сползающим снежным покровом, снежными лавинами, снеговоздушными потоками, осколками и ударными волнами от взрыва противолавинных снарядов при обстреле склона.

В плохую погоду из-за плохой видимости снегомерные рейки визуально не просматриваются, лазерные и ультразвуковые датчики не работают, а контролировать прирост толщины снежного покрова на лавиноопасном склоне необходимо, т.к. прирост может стать критическим и вызвать самопроизвольный сход снежных лавин. В результате этого снижается точность измерения прироста толщины снежного покрова на лавиноопасном склоне и, как следствие, снижается точность прогнозирования начала схода лавин, а также снижается безопасность и эффективность противолавинных мероприятий.

Техническим результатом от использования заявленного способа является повышение точности измерения прироста толщины снежного покрова на лавиноопасном склоне, повышение точности прогнозирования начала схода лавин, а также повышение безопасности и эффективности противолавинных мероприятий.

Технический результат достигается тем, что в известном способе определения прироста толщины снежного покрова на лавиноопасных склонах с помощью инструментальных средств измерения согласно способу предварительно на подветренной части лавиноопасного склона определяют коэффициент затухания скорости ветра, для чего в нелавиноопасный период, например летом, синхронно измеряют скорость ветра в двух точках склона, одна из которых расположена на гребне, а другая - на склоне, далее определяют расстояние между точками измерения и находят коэффициент затухания скорости ветра для данного склона по формуле

где

K - коэффициент затухания скорости ветра на подветренной части лавиноопасного склона, м-1;

V1 и V2 - скорость ветра соответственно в точке, расположенной на гребне хребта и на склоне;

L - расстояние между точками измерения;

затем в зимний период в режиме стандартных метеонаблюдений по программе метеостанций 2-го разряда определяют продолжительность метели, расход метели и количество осадков в штилевой зоне, соответствующей скорости ветра 6 м/с, а также измеряют направления и скорость ветра на гребне, после чего определяют максимальный прирост высоты снежного покрова на склоне за счет осадков и метелевых отложений по формуле

где

qм - расход метели, кг/(м·с) (определяется справочно по значению скорости ветра на гребне на высоте флюгера 10-15 м);

Тм - продолжительность метели, c;

α - угол между вектором скорости ветра и линией гребня, градус;

ρc - плотность метелевых отложений (снега), кг/м3;

Vг - среднее значение скорости ветра на гребне за промежуток времени Tм, м/с;

10-3 - коэффициент перевода размерности (с миллиметров в метры);

ρв - плотность воды, кг/м3;

M - количество осадков в штилевой зоне склона, где скорость ветра не превышает 6 м/с, в мм водного столба;

β - угол наклона склона, град.

На рисунке схематично показана подветренная часть лавиноопасного склона. Позицией 1 обозначен лавиноопасный склон, позицией 2 - гребень хребта 3, позицией 4 обозначен автоматический прибор для дистанционного измерения направления и скорости ветра, размещенный на мачте 5 на высоте флюгера (10-15 м). Один из таких приборов размещен на гребне 2, а второй на склоне 1.

На практике способ дистанционного определения прироста толщины снежного покрова на лавиноопасных склонах осуществляется следующим образом.

Предварительно для подветренной части лавиноопасного склона 1 определяют коэффициент затухания скорости ветра К, измеряя значения параметров V1, V2 и L.

Найденный таким образом коэффициент К для данного склона является величиной постоянной и зависит только от орографических и морфометрических характеристик хребта. Коэффициент K далее может использоваться в расчетах при определении толщины прироста снежного покрова на данном склоне по показаниям только одного прибора, размещенного на гребне 2. После определения коэффициента затухания скорости ветра K для склона 1 второй автоматический прибор, размещенный на склоне 1, демонтируется. Таким образом, измерив средние значения скорости ветра в точках размещения приборов в летний период и расстояние между ними, находят коэффициент затухания скорости ветра для данного склона K по приведенной выше формуле.

После определения коэффициента K в зимний период во время затяжных снегопадов с метелями можно легко определить максимальный прирост толщины снежного покрова в пригребневой зоне h. Для этого достаточно знать значение средней скорости ветра на гребне за промежуток времени Тм, количество осадков в штилевой зоне склона M, где скорость ветра не превышает 6 м/с, расход метели qм (определяется справочно по значению скорости ветра на гребне), а также - угол наклона склона β и угол между вектором скорости ветра на гребне и линией гребня α, которые определяются в режиме стандартных метеонаблюдений по программе метеостанций 2-го разряда. Затем значения параметров подставляют в приведенную выше формулу и определяют прирост толщины снежного покрова на лавиноопасных склонах за рассматриваемый промежуток времени.

Пример конкретного выполнения способа.

Измерения скорости и направления ветра и других параметров, необходимых для расчета, проводились на склоне хребта «Аибга» в пределах горнолыжного комплекса «Альпика-сервис» (Краснодарский край). При этом были получены следующие результаты.

По статистически обеспеченному ряду измерений скорости ветра в двух точках для данного склона составили: V1=20 м/с, V2=16 м/с. Для данных точек L=200 м. Используя полученные данные, нашли

Все измерения при определении коэффициента K проводились в летний период.

Затем в зимний период в режиме стандартных метеонаблюдений по программе метеостанций 2-го разряда были получены следующие значения параметров:

Vг=17 м/с ρв=1000 кг/м3
Tм=5,5 часов (19800 с) q=0,4 кг/(м·с)
М=16,5 мм в.ст.=16,5·10-3 м α=90°
ρс=180 кг/м3 K=0,00625, м-1
β=40°

Используя полученные данные, нашли максимальный прирост высоты снежного покрова на склоне за счет метелевого переноса и осадков по формуле

Полученный результат свидетельствует о том, что за рассматриваемый промежуток времени Тм максимальный прирост толщины снежного покрова «h» в пригребневой части склона составил 0,264 м.

Сравнивая полученный результат с предельно допустимым его значением для данного лавиноопасного склона, можно судить о состоянии снежного покрова и необходимости проведения работ по предупредительному спуску лавин.

Предлагаемый способ в сравнении с известными способами позволяет в любую погоду по данным дистанционного измерения параметров ветра на гребне определить максимальный прирост толщины снежного покрова на лавиноопасном склоне и тем самым повысить достоверность прогнозирования начала схода лавин и связанные с этим безопасность и эффективность противолавинных мероприятий.

Способ прост в реализации и апробирован на склоне хребта «Аибга» в пределах горнолыжного комплекса «Альпика-сервис» (Краснодарский край).

Способ определения прироста толщины снежного покрова на лавиноопасных склонах с помощью инструментальных средств измерения, отличающийся тем, что предварительно для подветренной части лавиноопасного склона определяют коэффициент затухания скорости ветра, для чего в нелавиноопасный период, например, летом, синхронно измеряют скорость ветра в двух точках склона, одна из которых расположена на гребне, а другая - на склоне, далее определяют расстояние между точками измерения и находят коэффициент затухания скорости ветра для данного склона, по формуле где K - коэффициент затухания скорости ветра на подветренной части лавиноопасного склона, м;V и V - скорость ветра, соответственно, в точке, расположенной на гребне хребта и на склоне;L - расстояние между точками измерения,затем, в зимний период, в режиме стандартных метеонаблюдений по программе метеостанций 2-го разряда определяют продолжительность метели, расход метели и количество осадков в штилевой зоне, соответствующей скорости ветра 6 м/с, а также измеряют направление и скорость ветра на гребне, после чего определяют максимальный прирост толщины снежного покрова на склоне за счет осадков и метелевых отложений по формуле где q - расход метели, кг/(м·с) (определяется справочно по значению скорости ветра на гребне на высоте флюгера 10-15 м);Т - продолжительность метели, c;α - угол между вектором скорости ветра и линией гребня, град.;ρ - плотность метелевых отложений (снега), кг/м;V - среднее значение скорости ветра на гребне за промежуток времени T, м/с;10 - коэффициент перевода размерности (с миллиметров в метры);ρ - плотность воды, кг/м;M - количество осадков в штилевой зоне склона, где скорость ветра не превышает 6 м/с, в мм водного столба;β - угол наклона склона, град.
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИРОСТА ТОЛЩИНЫ СНЕЖНОГО ПОКРОВА НА ЛАВИНООПАСНЫХ СКЛОНАХ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИРОСТА ТОЛЩИНЫ СНЕЖНОГО ПОКРОВА НА ЛАВИНООПАСНЫХ СКЛОНАХ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИРОСТА ТОЛЩИНЫ СНЕЖНОГО ПОКРОВА НА ЛАВИНООПАСНЫХ СКЛОНАХ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИРОСТА ТОЛЩИНЫ СНЕЖНОГО ПОКРОВА НА ЛАВИНООПАСНЫХ СКЛОНАХ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИРОСТА ТОЛЩИНЫ СНЕЖНОГО ПОКРОВА НА ЛАВИНООПАСНЫХ СКЛОНАХ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-20 of 30 items.
27.09.2014
№216.012.f6e6

Ракетная пусковая установка

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в ракетном вооружении. Ракетная пусковая установка содержит основание, стойку, опорно-поворотное устройство, качающуюся платформу с направляющими для размещения ракет, приводы наведения со стопорными устройствами, блоки индикации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529043
Дата охранного документа: 27.09.2014
27.10.2014
№216.013.01c6

Способ тестирования устойчивости снежного покрова на лавиноопасных склонах

Изобретение относится к области тестирования устойчивости снежного покрова на лавиноопасных склонах горнолыжных комплексов с целью обеспечения безопасности проведения рекреационных мероприятий. Сущность: осуществляют динамическое силовое воздействие на снежный пласт, прилегающий к пригребневой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531852
Дата охранного документа: 27.10.2014
20.02.2015
№216.013.2bd3

Переносной противолавинный комплекс

Изобретение относится к гидрометеорологии, а именно к техническим средствам и методам воздействия на склоновые процессы с целью предупредительного спуска лавин путем обстрела снежных склонов из орудий и минометов. Противолавинный комплекс содержит пушку, размещенный на опорной плите с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542676
Дата охранного документа: 20.02.2015
10.04.2015
№216.013.3c98

Способ определения толщины снежного покрова в лавинных очагах

Изобретение относится к способам дистанционного определения толщины снежного покрова и может быть использовано с целью прогнозирования лавинной опасности. Сущность: последовательно проводят летние и зимние зондирования склона с использованием лазерного дальномера. Зондируя склон под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547000
Дата охранного документа: 10.04.2015
20.08.2015
№216.013.72fe

Одноволновый радиолокационный способ измерения размера градовых частиц в облаках в зоне их роста

Изобретение относится к области радиолокационной метеорологии и может быть использовано для измерения размера градовых частиц в зоне их роста. Сущность: по данным аэрологического зондирования атмосферы строят график изменения температуры и скорости восходящих воздушных потоков по высоте облака....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561008
Дата охранного документа: 20.08.2015
27.09.2015
№216.013.7e9f

Сдвиговое устройство для испытания на срез образцов мелкозернистых связных и несвязных грунтов и снега

Изобретение относится к определению механических характеристик грунтов в лабораторных и полевых условиях. Для этого используют сдвиговое устройство для испытания на срез образцов мелкозернистых связных и несвязных грунтов и снега. Устройство содержит две вертикальные и расположенные соосно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564012
Дата охранного документа: 27.09.2015
20.12.2015
№216.013.9b2c

Способ активных воздействий на грозоградовые процессы

Изобретение относится к области активных воздействий на атмосферные процессы и предназначено для защиты от грозы и града сельскохозяйственных угодий, для регулирования электрического состояния атмосферы в зонах повышенного риска (космодромы, атомные станции, авиалинии) для защиты от молниевых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571349
Дата охранного документа: 20.12.2015
20.12.2015
№216.013.9b2d

Противоселевое заторное сооружение

Изобретение относится к области противоселевых сооружений, а именно к области активных воздействий на селевые потоки с целью защиты от последних населенных пунктов, промышленных и гражданских сооружений, рекреационно-спортивных объектов и т.д. Сооружение включает металлическую объемно-каркасную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571350
Дата охранного документа: 20.12.2015
13.01.2017
№217.015.6b60

Устройство для забора воды малых струящихся водопадов

Изобретение относится к области гидрологии, а именно к устройствам для забора проб воды при измерении локального и общего расхода воды малых струящихся водопадов, где площадь стекания воды может составлять несколько десятков квадратных метров. Устройство для забора воды содержит прикрепленную к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592630
Дата охранного документа: 27.07.2016
25.08.2017
№217.015.b042

Способ определения маршрута натурного обследования близлежащих селевых бассейнов

Изобретение относится к области исследований опасных склоновых процессов и может быть использовано при обследовании селевых бассейнов. Сущность: предварительно выбранные маршруты натурных обследований близлежащих селевых бассейнов (1) объединяют в единый маршрут (5). Причем указанный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613480
Дата охранного документа: 16.03.2017
Showing 11-12 of 12 items.
10.09.2015
№216.013.7a18

Сквозное противоселевое сооружение

Изобретение относится к области противоселевых сооружений и может быть применено для защиты от селевых потоков населенных пунктов, промышленных и гражданских сооружений. Сквозное противоселевое сооружение состоит из колонн. Колонны расположены в селевом русле и заделаны в его основание....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562845
Дата охранного документа: 10.09.2015
20.12.2015
№216.013.9b2c

Способ активных воздействий на грозоградовые процессы

Изобретение относится к области активных воздействий на атмосферные процессы и предназначено для защиты от грозы и града сельскохозяйственных угодий, для регулирования электрического состояния атмосферы в зонах повышенного риска (космодромы, атомные станции, авиалинии) для защиты от молниевых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571349
Дата охранного документа: 20.12.2015
+ добавить свой РИД