Защита от наводнений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Наводнения сопутствуют человеческому обществу с древнейших времен. До наших дней дошли сведения о катастрофическом наводнении на р. Хуанхэ, произошедшем в 2297 г. до н.э., и на р. Нил, которое было примерно 3 тыс. лет тому назад. Но если ранее наводнения происходили чрезвычайно редко, то за последние столетия, и в особенности в наше время, их частота и размеры причиняемого ущерба начали стремительно расти. Так, если до нашей эры наводнения в наиболее паводкоопасном районе -- Китае -- происходили раз в 50 лет, то теперь нередко случается, что в течение одного года здесь происходит несколько катастрофических наводнений.

В редкие недели радио, телевидение и печать не сообщают о наводнениях, произошедших в том или ином районе земного шара. В наиболее «урожайные» годы катастрофические наводнения происходят с интервалом в 2-3 дня. В апреле, мае и июне 1998 г. катастрофические наводнения на земном шаре отмечались почти ежедневно. К сожалению, массовая печать, делающая нас как бы соучастниками этих событий, практически ничего не сообщает о причинах наводнений. А их очень много. Рассмотрим природные причины.

В большинстве районов земного шара наводнения вызываются продолжительными интенсивными дождями и ливнями в результате прохождения циклонов. На реках Северного полушария наводнения обусловлены бурным таянием снегов, зажорами и заторами льда. Предгорья и высокогорные долины подвергаются наводнениям, связанным с прорывами внутриледниковых и завальных озер. В приморских районах при сильных ветрах нередки нагонные наводнения, а при подводных землетрясениях и извержениях вулканов наводнения, вызываемые волнами, -- цунами.

От дождевых паводков страдают практически все регионы России: Дальний Восток, Западная и Восточная Сибирь, европейская часть. Так, например, на Дальнем Востоке на Амуре и его притоках Зее, Бурее, Уссури и Шилке наводнения, вызываемые летними паводками, происходят ежегодно, а иногда их бывает несколько в году.

О паводках на реке Уссури известный русский исследователь и путешественник В.К. Арсеньев писал: «Дождь, туман, тучи -- все это перемешалось между собой. В абсолютной тьме казалось, будто вместе с ветром неслись в бездну деревья, сопки и вода в реке и все вместе с дождями образовало одну сплошную, с чудовищной быстротой движущуюся массу. На реку было страшно смотреть. От быстро бегущей воды кружилась голова».

Немало катастроф вызвали дождевые паводки и на европейской части России. Проливные дожди в районе Мценска и Тулы с в 1882 г. размыли железнодорожную насыпь, поскольку отверстие трубы в насыпи диаметром 1.1 м оказалось недостаточным для пропуска паводка. Машинист проходившего поезда не заметил этого, и поезд рухнул в овраг. Писатель В.А. Гиляровский так описал это событие: «...Страшный ночной ливень 29 июня (по старому стилю) 1882 г., давший море воды, вырвал эту трубу, вымыл землю и образовал огромную подземную пещеру в насыпи, в глубину которой рухнул поезд. Два колена трубы, пудов по двести каждая, виднелись на дне долины в полуверсте от насыпи, такова были сила потока. Оторвался паровоз и первый вагон, оторвались три вагона в хвосте, и вся середина поезда, разбитого вдребезги... рухнула на дно пещеры, где их и залило наплывшей жидкой глиной и засыпало землей, перемешанной тоже с обломками вагонов и трупами погибших людей».

До создания системы водохранилищ и строительства высоких гранитных набережных на Москве-реке нередки были летние ливневые паводки в столице. Так, в конце июня 1924 г. в результате сильнейшего ливня под водой оказались центральные районы города, примыкающие к набережным Москва-реки и Яузы, а некоторые улицы, в частности Неглинная, стали «судоходными». Многих людей пришлось вывозить в безопасные места на лодках.

Страшные разрушения приносят ливни и в странах Западной Европы. В 1966 г. в результате многодневных ливневых дождей реки По и Арно вышли из своих берегов. Уровень р. Арно поднялся на 11 м -- а это на 6 м выше оградительных дамб и набережных. Воды р. Арно затопили города Флоренцию и Пизу, а воды р. По -- Ломбардскую низменность. Тот же мощный циклон вызвал штормовой нагон в Венеции. Но больше всех пострадала Флоренция. После схода воды город имел вид грязного болота. Материальный ущерб от этого наводнения, взятый в целом по долинам рек Арно и По, поистине огромен. Погибло 300 тыс. га посевов, 50 тыс. голов крупного рогатого скота. Всего убытки составили 640 млн. долларов. Нанесен серьезный урон мировой культуре: погибло 400 тыс. уникальных письменных источников, 2 тыс. редких книг, пострадали картинные галереи, росписи на стенах и другие исторические и художественные ценности.

Ежегодно над океаном формируется от 80 до 100 тропических циклонов. От вызванных ими ураганов и наводнений ежегодно гибнет около 250 тыс. человек, а экономический ущерб приближается к 7 млрд. долл. Установлено, что от катастрофических последствий тропических циклонов постоянно страдает население 50 стран. Так, в 1979 г. в Индии наблюдалось катастрофическое наводнение в пустыне Тар на северо-западе страны. После длительных и сильнейших ливней, вызванных приходом юго-западного муссона, обычно пересыхающая в зимний период р. Луни, протекающая в пустыне, вышла из берегов. В штате Раджастхан погибло несколько сотен человек, было разрушено более тысячи деревень, погибло 107 тыс. голов крупного рогатого скота. Во время паводка на р. Янцзы в Китае в 1931 г. было затоплено свыше 300 тыс. км2 территории, что превышает площадь Великобритании. Во время бедствия погибло более 140 тыс. человек, разрушено 4 млн. домов. В некоторых городах вода держалась до 4 месяцев, а глубина разлива местами достигала 6 м.

«Вешние воды и царь не уймет», -- так в старину говорили в народе о проявлении могучих сил проснувшейся по весне природы. Процесс формирования весеннего половодья -- сложный природный процесс.

Половодья образуются в результате таяния снега весной на водосборах рек умеренного пояса, а также на реках, имеющих горно-ледниковое питание. На характер формирования и прохождения половодья оказывают значительное влияние резкое и стабильное повышение температуры весной и запас воды в снеге. Половодье может принять катастрофический характер, если инфильтрационные свойства почв значительно уменьшились за счет перенасыщенности ее влагой из-за обильных осенних дождей и глубокого промерзания в суровую зиму. К значительному увеличению половодья могут привести весенние дожди, когда пик половодья совпадает с пиком паводка. Подобной причиной было вызвано небывалое наводнение в бассейне Верхней Волги в 1908 г. Из-за чрезвычайно дружной весны снег, запасы воды в котором превышали норму на 170-200%, сошел за очень короткий промежуток времени. Почва сильно промерзла за зиму. Положение усугубилось еще тем, что в конце апреля в течение нескольких недель шли проливные дожди. В результате были затоплены десятки тысяч гектаров посевов, без крови остались 50 тыс. человек. А вот другой пример из недавнего прошлого. В конце мая 1983 г. в США над Скалистыми горами прошел мощный циклон, сопровождавшийся сильнейшими снегопадами. Вслед за этим последовало внезапное потепление, и в период с 6 по 28 июня максимальный сток составил около 210% от нормы. Впервые за всю историю своего существования переполнились крупнейшие водохранилища на р. Колорадо-Мид и Поуэлл, а также другие 12 водохранилищ каскада. Система пришла в аварийное состояние и не смогла справиться с разбушевавшейся водой. Во время половодья были заражены колодцы, повреждены сотни домов, разлившаяся вода стала причиной вылета полчищ москитов. Президент США Рональд Рейган объявил ряд районов в бассейне реки зонами бедствия. Только прямой ущерб от наводнения составил 80 млн. долл.

В горных районах в период снеготаяния особенно велика роль дождей. Тут сказываются и дополнительное поступление тепла, и разрушительная работа дождевых капель, и энергия многочисленных мелких ручейков. Именно при подобной ситуации формируются выдающиеся паводки на горных реках Крыма, Кавказа, Карпат и других районов.

Реки, берущие начало в горах и текущие затем по пустыне, интенсивно насыщаются наносами. При больших расходах воды река то здесь, то там прорывает береговые валы и устремляется в низины.

Интересна в этом отношении история г. Турткуль. В 1932 г. блуждающая Амударья вплотную подошла к городу, но берег был спешно укреплен. Прошло десять лет, и в одну из летних ночей 1942 г. река вновь повела наступление на город. Берег рушился на глазах у людей. Огромные куски земли один за другим с шумом падали в разбушевавшуюся реку и исчезали в водоворотах. Люди бросали в реку мешки с песком, бревна, камни, вязанки с хворостом и пр. Но ничто не помогало. Областной центр пришлось перенести в г. Нукус.

В отличие от половодий паводки могут повторяться несколько раз в году. Особую угрозу для населения представляют так называемые внезапные паводки, связанные с кратковременными, но очень интенсивными ливнями. Паводки могут происходить и зимой, в результате оттепелей при прохождении циклонов.

Большой ущерб хозяйству стран Северного полушария приносят зимние наводнения на реках, обусловленные зажорами и заторами льда. Причина зажоров -- образование в руслах рек значительных скоплений шуги и донного льда в период резкого похолодания поздней осенью и в начале зимы.

Зажор льда есть составная часть процесса замерзания реки. Представьте себе зимний морозный день. Над незамерзшей рекой клубится туман. Спокойно плывут комья шуги и льдины. Ничто, казалось бы, не предвещает изменений в природе. Но вот ледоход сгущается, начинается подъем уровня воды. Вскоре поверхность реки оказывается сплошь заполненной плавучим льдом. Видно, как отдельные льдины наползают на неподвижный ледяной покров, другие льдины опрокидываются, ломаются и уносятся в глубь потока; третьи останавливаются у кромки, смерзаются, благодаря чему кромка перемещается вверх по реке. Уровень воды все время повышается, она заливает прибрежную территорию. В момент подхода кромки к данному посту уровень на нем достигает максимума. Подобная картина хорошо знакома жителям городов и сел, расположенных по берегам крупных и средних рек с быстрым течением, таких, например, как Амударья, Сырдарья, Нова, Нарва, Ангара. Поскольку зажорные наводнения случаются в начале, а иногда и в середине зимы, их продолжительность может достигать 1.0--1.5 месяца. Разлившаяся вода замерзает, и потом лед приходится выкалывать и вывозить из домов, сараев и пр.

Зажор льда -- явление, сходное с затором льда. Однако заторы связаны в первую очередь с неодновременностью вскрытия рек в конце зимы, имеющих большую длину и протекающих с юга на север. Воды вскрывшихся более южных участков рек в своем течении подпруживаются скоплениями льда в северных участках, что нередко вызывает значительное повышение уровня воды в реке. В 1955 г. уровень воды в Лене в 40 км ниже Якутска в результате затора поднялся более чем на 10 м.

Заторные наводнения вызываются также определенными геоморфологическими и гидродинамическими условиями. Заторы могут превращаться в наледи -- сплошные ледяные дамбы, образовывающиеся при замерзании воды в зоне ее контакта с не освободившимся от льда участком русла. Заторные наводнения сопровождаются скоплением огромных масс льда по берегам, что также наносит большой урон хозяйству пойм. На территории России более чем на 1100 реках насчитывается примерно 2400 участков, на которых возможно образование зажоров и заторов льда. В США ущерб от заторно-зажорных наводнений составляет до 25% от общего среднегодового ущерба, причиняемого наводнениями.

Затор льда -- неотъемлемая составная часть процесса вскрытия реки. Картина бурного весеннего ледохода всегда впечатляет. Вот как описывает ледоход на р. Чусовой писатель Д.Н. Мамин-Сибиряк: «Нахлынувший вал поднял лед, как яичную скорлупу: громадные льдины с треском и шумом ломались на каждом шагу, громоздились одна на другую, образуя заторы, и, как живые, лезли на всякий мысок и отлогость, куда их прибивало сильной водяной струей. Недавно мертвая и неподвижная, река теперь шевелилась на всем протяжении, как громадная змея, с шипением и свистом собирая свои ледяные кольца».

В ночь с 30 апреля на 1 мая 1941 г. в г. Красноярске енисейская вода заливала первые этажи домов и подвалы. Как потом выяснилось, причиной наводнения был мощный затор льда, голова которого находилась на крутых поворотах реки в 15-20 км ниже города. Высокий уровень продержался 4.5 дня. При прорыве затора громадные массы льда неслись со скоростью до 2.5 м/с. По берегам остались горы льда. На острове Отдыха, который находится у правого берега, нагромождения льда достигали верхушек телеграфных столбов.

В 1943 г. 60-ю км выше г. Туруханска возник мощный затор льда. Поднявшаяся вода проникла в устье речки Сухая Тунгуска, где отстаивались суда. За 20-30 минут погибла треть енисейского флота.

В предгорьях и высокогорных долинах нередки наводнения, вызываемые прорывами внутриледниковых и завальных озер. Последние образуются при перегораживании русел горных рек языками пульсирующих ледников, горными породами из-за обвалов и оползней, а также при схождении селевых потоков. Такие наводнения носят эпизодический характер, но по разрушительной силе нередко превышают другие виды паводков, поскольку объем воды, накопленной выше завальной плотины, может достигать нескольких кубических километров, а время добегания волны после прорыва дамбы -- исчисляться минутами. В Альпах прорывы завальных озер и вызываемые ими наводнения за последние 30 лет наблюдались каждые 2-3 года. В Гималаях за предыдущие 200 лет зарегистрировано 35 катастрофических паводков, произошедших по причине прорыва подпруженных оползнями или ледниками озер. Так, например, в 1930 г. в верхней части бассейна р. Шайок, притоке Инда, образованная языком ледника перемычка в русле составила в ширину 2.5 км. Выше нее аккумулированный объем воды составил 1.35 км3. При прорыве максимальный расход воды достигал 22 625 м3/с.

Из 200 столиц мира примерно половина находится в морских устьях рек. Семнадцать из двадцати трех городов-мультимиллионеров с численностью населения свыше 5 млн. человек также расположены в устьях рек. Многие из них оказываются во власти грозных стихийных сил природы.

Угрозу для приморских районов, лежащих на пути движения циклонов, представляют нагонные наводнения. Их причина заключается в образовании в центре действия циклона при его прохождении над морем длинной волны. При подходе к побережью в районе шельфовой зоны высота волны резко возрастает. Ее существенному увеличению способствуют сужения в заливах и эстуариях. Особую опасность нагонные наводнения представляют на побережьях с пологими невысокими берегами (как, например, в Санкт-Петербурге) или же там (как, например, в Нидерландах), где 25% территории находится ниже уровня моря. Нагонные наводнения обычно вызываются сильными штормами, ливнями и ураганным ветром. По своим последствиям они могут быть особенно тяжелы, если по времени совпадут с приливом. В нашем столетии самое значительное нагонное наводнение в Европе произошло в начале 1953 г. в Нидерландах: защитные дамбы были разрушены на значительном участке побережья страны, и морские воды проникли в глубь территории на расстояние до 100 км. В устьях рек Рейн, Маас, Шельда уровень воды поднялся на 3-4 м. В целом было затоплено приблизительно 8% территории страны, погибло 2 тыс. человек. В 1970 г. на территории Бангладеш и Индии в дельте Ганга катастрофическое нагонное наводнение затопило более 20 тыс. км2. Скорость ветра достигала 200 км/ч, высота нагонной волны была около 10 м. Поскольку наводнением были уничтожены на огромной территории практически все источники питьевой воды, в условиях жаркого тропического климата начались повальные эпидемии тифа и холеры. По некоторым оценкам, жертвами наводнения стали 1.5 млн. человек. Нагонным наводнениям подвергается Лондон: с XIII в. зафиксировано более 10 катастрофических наводнений. С момента основания Санкт-Петербурга и по сей день зарегистрировано более 300 наводнений, из них более чем в 260 случаях вода поднималась выше 1.5 м над ординаром. водохранилище паводок наводнение разлив

Самым памятным для Санкт-Петербурга было наводнение 7(19) ноября 1824 г. День 18 ноября накануне наводнения был дождливым, дул сырой и пронзительный юго-западный ветер. К вечеру ветер усилился, и вода в Неве сильно поднялась. Многочисленные реки и каналы невской дельты слились с водами, покрывающими улицы. Вода все продолжала прибывать. В середине дня ветер достиг особой силы. Под натиском яростных волн и ураганного ветра рушились стены домов, срывались крыши, падали вырванные с корнем деревья. Именно это катастрофическое наводнение было описано в знаменитой поэме А.С. Пушкина «Медный всадник».

Наводнение 1824 г. принесло Санкт-Петербургу огромные убытки. Было полностью разрушено 324 дома, повреждено 3257 разных строений (т.е. половина всех имевшихся). Из 94 судов, стоявших в гавани, удалось спасти только 12. Погибло несколько сотен человек. Долгое время в городе свирепствовали простудные заболевания. Цены на продукты питания, сено и дрова резко подскочили. Еще долгое время спустя это наводнение именовалось «потопом».

Другая разновидность морских наводнений -- цунами, которые образуются при подводных землетрясениях и извержениях подводных вулканов. Скорость распространения цунами велика и достигает иногда 1000 км/ч. Длина волны варьируется в значительных пределах от 5 до 1500 км. Обычно цунами -- это несколько волн, идущих друг за другом. В открытом океане заметить их невооруженным глазом практически невозможно, так как их высота не превышает 2 м. Однако по достижении шельфа высота волны резко увеличивается. Гигантский водяной вал высотой от 10 до 50 м представляет собой бурлящую пенящуюся стену с почти вертикальным фронтом.

В наибольшей степени воздействию цунами подвержены Япония, Тихоокеанское побережье США, Курильские острова. Так, 5 ноября 1952 г. три волны цунами, обрушившиеся на берег с интервалом 20 мин (при этом высота самой большой из них достигала 10м), практически стерли и лица земли г. Северо-Курильск. Известна историческая катастрофа, связанная с цунами, и в Европе: в 1755 г. 20-метровая волна разрушила столицу Португалии Лиссабон, погибло 10% жителей полумиллионного города. По продолжительности затопления такие наводнения -- самые быстротечные по сравнению с нагонами, когда вода стоит в течение нескольких часов, или с половодьями, когда вода не уходит с залитых территорий порой несколько месяцев. Однако по разрушительной силе цунами нет равных.

К сожалению, своей хозяйственной деятельностью человек сильно усугубил пагубные последствия природных наводнений и вызвал многие наводнения, которых ранее в природе не было. Но это -- тема отдельного разговора.

Размещено на Allbest.ru