3.4. Чс гидрологического характера

ЧС гидрологического характера подразделяются на бед­ствия, вызываемые:

• высоким уровнем воды — наводнения, при которых происходит затопление пониженных частей городов и насе­ленных пунктов, посевов сельскохозяйственных культур, повреждение промышленных и транспортных объектов;

• низким уровнем воды, когда нарушается судоходство, водоснабжение городов и народнохозяйственных объектов, оросительных систем;

• селями (при прорыве завальных и моренных озер, угрожающих населенным пунктам, дорожным и другим coоружениям);

• снежными лавинами (при угрозе населенным пунктам, автомобильным и железным дорогам, линиям электропередачи, объектам промышленности и сельского хозяйства);

• ранним ледоставом и появлением льда на судоходных водоемах.

К этой группе ЧС можно отнести и морские гидрологи­ческие явления — цунами, сильные волнения на морях и океанах, напор льдов и интенсивных их дрейф.

Наводнения. Различают такие понятия, как поло­водье, паводок и наводнение.

Половодьем называют ежегодно повторяющиеся в один и тот же сезон относительно длительное увеличение водо­носности рек, сопровождающееся повышением уровня воды.

Паводок — сравнительно кратковременное и неперио­дическое поднятие уровня вод. Следующие один за другим паводки могут образовать половодье, а последнее — наводнение.

Значительное затопление водой местности в результа­те подъема уровня воды в реке, озере или море, вызывае­мого различными причинами, называется наводнением. На­воднение часто причиняет материальный ущерб, наносит урон здоровью населения и приводит к гибели людей.

Наводнение — наиболее распространенная природная опасность. Наводнение на реке происходит от резкого воз­растания количества воды вследствие таяния снега или лед­ников, расположенных в ее бассейне, а также в результа­те выпадения обильных осадков. Наводнения нередко вы­зывают загромождение русла льдом при ледоходе (затор) закупоривание русла внутренним льдом под неподвижным ледяным покровом и образование ледяной пробки (затор). Наводнения нередко возникают под действием ветров, нагоняющих воду с моря и вызывающих повышение уровня за счет задержки в устье приносимой рекой воды. наводнения называют нагонными. Наводнения такого типа наблюдались в дельте Невы (1824 и 1924 гг.), в Гол­ландии, Англии, Гамбурге и других регионах земного шара.

На морских побережьях и островах наводнения могут «вникнуть в результате затопления волной, образующей­ся при землетрясениях, извержениях вулканов, цунами. Наводнения угрожают 3/4 земной суши. По данным ЮНЕСКО, от речных наводнений погибло в 1947—1967 гг. около 200 тыс. человек. Специалисты считают, что людям грозит опасность, когда слой воды достигает 1 м, а скорость потока превышает 1 м/с. Подъем воды на 3 м уже приводит к разрушению домов. Наводнения приносят и большой мате­риальный ущерб.

Сильнейшее наводнение, которое произошло пример­но 5600 лет назад в долине Тигра и Евфрата в Месопота­мии, имело очень серьезные последствия и нашло отра­жение в Библии как всемирный потоп. Значительная часть Голландии расположена ниже уровня моря. Поэтому здесь издавна строят дамбы. В 1953 г. произошло сильное навод­нение, при котором уровень воды достиг 4,6 м. Защитные сооружения не выдержали, погибло более 18 тыс. человек.

Гамбург, отстоящий на 100 км от устья Эльбы, перио­дически затопляется в результате штормовых нагонов в Северном море. В 1981 г. подъем воды составил 5,8 м. Катас­трофические подъемы воды в Темзе происходили много­кратно за время существования Лондона и сопровождались человеческими жертвами. Острова дельты Невы, на кото­рых был основан Санкт-Петербург, с 1703 г. более 260 раз заливались водой.

Ветер — не единственная причина наводнения. Иногда и при полном безветрии происходят наводнения. Причи­на — длинные волны, возникающие в море под влиянием циклона. Длинная волна со скоростью 5—60 км/ч движется в Финский залив, становясь на мелководье и в сужающем­ся заливе более высокой, и препятствует речному стоку, При одновременном действии всех возможных факторов подъем уровня воды в дельте Невы может достичь 550 см. Гибель людей во время наводнений, огромный материаль­ный ущерб, приносимый им, заставляют людей изучать эти явления и изыскивать способы защиты от них.

Наводнения на реках по высоте подъема воды, площа­ди затопления и величине ущерба делят на низкие (ма­лые), высокие (средние), выдающиеся (большие) и катастрофические.

Частота наводнений различна в различных регионах. Низкие наводнения повторяются через 5—10 лет, высокие—через 20—25 лет, выдающиеся — через 50—100 лет, I катастрофические не чаще одного раза в 100—200 лет. Про­должительность наводнений — от нескольких до 80—90 дней.

Заторы и зажоры льда на реках. Затор — это скопление льда в русле, ограничивающее течение реки, в результате чего происходит подъем воды и ее разлив. Затор образуется обычно в конце зимы и в весенний период при вскрытии рек во время разрушения ледяного покрова. Состоит он из крупных и мелких льдин.

Зажор — явление, сходное с затором льда. Однако, во-первых, зажор состоит из скопления рыхлого льда (шуга, небольшие льдинки), тогда как затор есть скопление крупных и в меньшей степени небольших льдин. Во-вторых, зажор льда наблюдается в начале зимы, в то время как затор — в конце зимы и весной.

Главная причина образования затора — задержка про­цесса вскрытия льда на тех реках, где кромка ледяного покрова весной смещается сверху вниз по течению. Движущийся сверху раздробленный лед встречает на пути еще не нарушенный ледяной покров. Последовательность вскрытия реки сверху вниз по течению необходимое, но недоста­точное условие возникновения затора льда. Основное условие создается только тогда, когда поверхностная скорость течения воды при вскрытии значительна (0,6—0,8 м/с и более). Различные русловые препятствия, например, крутые повороты, сужения, острова, изменение уклона поверхности от большего к меньшему, лишь усиливают процесс.

Зажоры образуются на реках в период формирования ледяного покрова. Необходимым условием образования является возникновение в русле внутриводного льда и его вовлечение под кромку ледяного покрова. Решающее значение имеет поверхностная скорость течения (более 0,4 м/с), а также температура воздуха в период замерзания. Зажоры образуются на островах, отмелях, валунах, крутых по­воротах, в местах сужения русла.

Главным критерием при классификации заторов или зажоров является их мощность. Они подразделяются на катастрофически мощные, сильные, средние и слабые. Катас­трофически мощный затор или зажор определяется так: к рассчитанному максимальному уровню весеннего половодья добавляют 5 м и более; для сильных — от 3 до 5 м, сред­них — 3 м и меньше. При слабых заторах и зажорах в вели­чины наивысших уровней воды весеннего половодья поправ­ки не вводятся.

Применяется также такая характеристика, как про­должительность затора или зажора. Затор льда — явление кратковременное. Высокий уровень держится обычно от 0,5 до 1,5 суток. Бывали случаи и более длительного стояния, но они всегда связаны с похолоданием и сокращени­ем стока воды. Период подъема зажорного уровня более длительный, до 3 суток. Спад уровня обычно происходит за 0-15 суток.

Другой часто применяемой характеристикой заторов и зажоров служит повторяемость этих явлений. Здесь коле­бания весьма велики. В одних местах они повторяются через 2—5 лет, в других — значительно реже.

Непосредственная опасность этих явлений заключается резком подъеме воды и в значительных пределах. Вода выходит из берегов и затопляет прилегающую местность, кроме того, опасность представляют и навалы льда на бе­регах высотой до 15 м, которые часто разрушают прибрежные сооружения.

Зажорные явления связаны с более тяжелыми послед­ствиями, так как они происходят в начале, а иногда и в середине зимы и могут длиться до 1,5 месяца. Разлившая­ся вода замерзает на полях и в других местах, усложняя тем самым ликвидацию последствий такого стихийного бед­ствия.

Мощные и частые заторы льда бывают на реках, вскры­тие которых происходит сверху вниз по течению, напри­мер Северная Двина, Печора, Лена, Енисей, Иртыш — и, текущие с юга на север.

Места образования заторов льда можно разделить на постоянные и непостоянные. Постоянные места известны. Непостоянные — известны меньше, и большей частью это крутые повороты в сочетании с сужением русла.

Заторы на реках — широко распространенное явление и свойственны в основном крупным рекам, например: Се­верной Двине, Сухоне, Печоре, Енисею и другим.

По частоте зажорных наводнений и величине подъема воды первенство принадлежит двум самым крупным озер­ным рекам — Ангаре и Неве.

Нагоны — это подъем уровня воды, вызванный воз­действием ветра на водную поверхность. Такие явления слу­чаются в морских устьях крупных рек, а также на боль­ших озерах и водохранилищах.

Ветровой нагон, так же как половодье, затор, зажор является стихийным бедствием, если уровень воды настоль­ко высок, что происходит затопление городов и населен­ных пунктов, повреждение промышленных и транспортных объектов, посевов сельскохозяйственных культур.

Главное условие возникновения нагонов — сильный и продолжительный ветер, который характерен для глубо­ких циклонов. Основной характеристикой, по которой мож­но судить о величине нагона, является нагонный подъем уровня воды, обычно выражающийся в метрах. Другими величинами служат глубина распространения нагонной вол­ны, площадь и продолжительность затопления.

На величину нагонного уровня влияют скорость и на­правление ветра. Для морских устьев рек общее — это совпадение нагона по времени с приливом или отливом. Coответственно уровень повысится или понизится. Чем мень­ше уклон водной поверхности и больше глубина реки, тем на большее расстояние распространяется нагонная волна, Вот почему на крупных реках с малым уклоном волна рас­пространяется на значительно большие расстояния, чем на малых.

Нагонные наводнения нередко охватывают большие территории. Продолжительность затопления обычно колеб­лется от нескольких десятков часов до нескольких суток, Чем крупнее водоем и меньше его глубина, тем больших размеров достигают нагоны.

Величины подъема уровня при нагонах с повторяемос­тью примерно один раз в 15—20 лет следующие: на озерах Сегозеро, Сайма, Байкал — 0,20—0,25 м, Белое, Чудское, Ильмень — 0,5—0,6 м, Онежское — 0,7—1,0 м, Азовском море — 1,0—1,5 м, Каспийском море — 2,0—2,5 м. А в 1952 г. в районах Каспийское, Махачкала, Сулак вода под­нималась до 4,5 м.

По величине подъема уровня, повторяемости и мате­риальному ущербу нагонные наводнения в устье реки Невы в пределах Санкт-Петербурга занимают первое место в России. Наводнения здесь возникают во все времена года, в том числе и зимой, но самые опасные — осенние. На них приходится до 70%, включая и катастрофические.

Цунами — это гравитационные волны очень большой длины, возникающие в результате сдвига вверх или вниз протяженных участков дна при сильных подводных землетрясениях, реже вулканических извержениях.

Из-за малой сжимаемости воды и быстроты процесса деформации участков дна опирающийся на них столб воды вмещается, не успевая растечься, в результате чего на поверхности воды образуется некоторое возвышение или понижение. Образовавшееся возмущение переходит в ко­лебательное движение толщи воды, распространяющееся и скоростью 50—1000 км/ч. Расстояние между соседними гребнями волн находится в пределах 5—1500 км. Высота волн в области их возникновения находится в пределах 0,1— 1м, у побережья — до 10 м, а в клинообразных бухтах, Гринах рек — свыше 50 м. В глубь суши цунами могут [распространяться до 3 км. Известно более 1000 случаев [рами, причем примерно 100 из них с катастрофическими последствиями.

Основной район, где проявляются цунами, — побережье Тихого океана и Атлантический океан (80% случаев), [реже Средиземное море. Цунами очень быстро достигают берега. Обладая большой энергией, достигающей иногда 10 эрг, цунами производят большие разрушения и пред­ставляют угрозу для людей.

Надежной защиты от цунами нет. Однако частично защищают волнорезы, молы, насыпи, лесные полосы, гавани. Цунами для судов в открытом море не опасно.

Важное значение для защиты населения от цунами име­ют службы предупреждения о приближении волн, осно­ванные на опережающей регистрации землетрясений бере­говыми сейсмографами.