Природные чрезвычайные ситуации в гидросфере

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Российский Государственный Социальный Университет»

Кафедра Социальной работы

Реферат

на тему: Природные чрезвычайные ситуации в гидросфере

г. Красноярск



Содержание

Введение

Понятие «чрезвычайная ситуация»

Гидрологические чрезвычайные ситуации. Наводнение. Характеристики наводнений

Описание гидрологических чрезвычайных ситуаций

Примеры наводнений в мире

Превентивные мероприятия при угрозе затопления населённых пунктов и территорий

Рекомендации по поведению при наводнениях

Прогнозирование наводнений

Морские гидрологические чрезвычайные ситуации

Описание цунами

Основные характеристики цунами

Прогнозирование цунами

Мероприятия по уменьшению последствий цунами

Список литературы



Введение

В данном реферате рассматривается тема «Природные чрезвычайные ситуации в гидросфере».

Цель работы - рассмотреть чрезвычайные ситуации, возникающие в гидросфере, дать характеристику ЧС в гидросфере, рассмотреть методы прогнозирования ЧС в гидросфере, привести примеры.

Задачи исследования:

- дать понятие «чрезвычайная ситуация»;

- проанализировать особенности ЧС в гидросфере;

- рассмотреть характеристики ЧС в гидросфере;

- привести примеры ЧС в гидросфере;

природная чрезвычайная ситуация наводнение цунами



Понятие «чрезвычайная ситуация»

Чрезвычайная ситуация (ЧС) -- это состояние, при котором в результате возникновения источника ЧС на объекте, определенной территории или акватории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, народному хозяйству и природной среде.

Хозяйственная деятельность человека приводит к нарушению экологического равновесия, возникновению аномальных природных и техногенных ситуаций: стихийные бедствия, катастрофы и аварии с многочисленными человеческими жертвами, огромные материальные потери и нарушения условий нормальной жизнедеятельности.

Природным чрезвычайным ситуациям относятся чрезвычайные ситуации, которые связанные с проявлением стихийных сил природы - землетрясения, наводнения, извержения вулканов, оползни, ураганы, смерти, бури, природные пожары и др.

Распределить природные ЧС можно по месту возникновения и воздействия:

- природные ЧС в атмосфере;

- природные ЧС в литосфере;

-природные ЧС в гидросфере;

Рассмотрим подробнее природные чрезвычайные ситуации в гидросфере.



Гидрологические чрезвычайные ситуации. Наводнения. Характеристики наводнений

К опасным (стихийным) гидрологическим явлениям относятся различные быстропротекающие наводнения, сопровождающиеся высокими уровнями воды (при половодьях, паводках, заторах, зажорах, нагонах и т. д.) и медленные изменения уровня океана и бессточных озер, превышающего величины особо опасных (критических) уровней воды для конкретных населённых пунктов и хозяйственных объектов. Под наводнением понимают значительное затопление местности водой в результате подъёма уровня воды в реке, озере, водохранилище и море и их разлива выше обычного горизонта, которое причиняет материальный ущерб, наносит урон здоровью населения, приводит к гибели людей.

Наводнения возникают во время половодья и паводков, т. е. при подъеме уровня воды весной от таяния снегов и осенью, вследствие ливневых дождей, от скопления льда при ледоходах, уменьшающих площадь сечения реки, от интенсивного таяния ледников и снежного покрова, расположенных высоко в горах, а также во время ветров с моря (нагонные наводнения). Кроме того, затопления могут возникать в результате образования завалов или перемычек на реках во время землетрясений, горных обвалов или селевых потоков, при воздействии гравитационных волн подводного землетрясения, а также при прорыве плотин. По повторяемости, площади распространения и суммарному среднему годовому материальному ущербу в масштабах страны наводнения занимают первое место в ряду стихийных бедствий, а по человеческим жертвам и ущербу, приходящемуся на единицу пораженной площади, - второе после землетрясений.

Масштабы наводнений, вызываемых весенними водами, можно прогнозировать за месяц и более до их начала. При наводнениях, вызываемых заторами и зажорами льда, время упреждения значительно сокращается, но так как места их образования обычно известны, то можно принять предупредительные меры задолго до начала ледохода.

Нагонные наводнения вызываются действием штормовых и ураганных ветров и, поэтому, для них время упреждения исчисляется с момента получения (объявления) штормового предупреждения, т. е. от нескольких часов до суток.

При наводнениях, вызываемых подводными землетрясениями (реже извержениями подводных иди островных вулканов), возникают гигантские волны - цунами. Скорость их распространения 400-800 км/ч. С приближением к берегу крутизна их переднего фронта может достигать 15-30 м. Прогнозирование опасности цунами основывается на своевременном определении времени и места подводного землетрясения или извержения подводного вулкана. Анализ цунами Тихого океана показывает, что они достигают берегов обычно через 10-40 мин с момента возникновения.

При прогнозировании опасности наводнения для каждой конкретной местности необходимо учитывать изменение естественного режима водных путей, вызванное наличием дамб, плотин, шлюзов, каналов и гидроузлов. Кроме того, при прорыве водой препятствия может образоваться стремительная волна (волна прорыва), создающая опасность внезапного затопления территории, расположенной ниже по течению.

Наводнение, характерное для равнинных рек, называют половодьем. Половодье - это ежегодно повторяющийся в один и тот же сезон значительный и довольно длительный подъем уровня воды в реке.

Наводнение, характерное для рек с максимальным стоком, обусловленным выпадением интенсивных дождей, называют паводком. Паводок - интенсивный, сравнительно кратковременный подъем уровня воды.



Рассмотрим основные характеристики наводнений

Уровнем воды считается высота поверхности воды в реке (озере) над условной горизонтальной плоскостью сравнения, называемой нулём поста. Высоту этой плоскости отсчитывают от уровня моря. В устьевых участках рек, впадающих в моря, уровень воды измеряется над ординаром, т. е. над средним многолетним уровнем в данном пункте. Сумма двух величин - уровня воды на посту и отметки нуля поста - представляет собой абсолютную отметку уровня, т. е. превышение поверхности воды в реке над поверхностью моря. В Балтийской системе высот исчисление высот ведется от среднего уровня Финского заливa у г. Кронштадта.

Расходом воды называется количество воды (в м3), протекающей через замыкающий створ реки за секунду. Графическая зависимость между расходом и уровнем воды, называется кривой расходов, а график изменения расхода воды во времени - гидрографом стока.

Критерием стихийных гидрологических явлений служит максимальный уровень воды, с которым связаны некоторые другие важные характеристики наводнения - площадь, слой, продолжительность и скорость подъема уровня воды.

К факторам, обуславливающим величины максимального уровня и максимального расхода воды, для случая весеннего половодья, относятся:

- запас воды в снежном покрове перед началом весеннего таяния;

- атмосферные осадки в период снеготаяния и половодья;

- осенне-зимнее увлажнение почвы к началу весеннего снеготаяния;

- глубина промерзания почвы к началу снеготаяния;

- ледяная корка на почве;

- интенсивность снеготаяния;

- сочетание волн половодья крупных притоков бассейна;

- озёрность, заболоченность и лесистость бассейна.

Для городов и населенных пунктов существуют понятия подтопление и затопление. При подтоплении вода проникает в подвальные помещения через канализацию (если она имеет выходы в реку), по разного рода засыпанным канавам и траншеям (в них заложены тепловые, водопроводные и иные сети) или из-за подпора грунтовых вод. В случае же затопления местность покрывается слоем воды той или иной высоты.

Наводнения также могут возникать вследствие заторов и зажорах, происходящих на реках.

Затор - загромождение русла реки льдом во время ледохода, на реках, текущих с юга на север (южные участки реки освобождаются ото льда раньше, чем северные, и начавшийся ледоход встречает на своём пути препятствие в виде ледостава). Затор вызывает подъем уровня воды в месте скопления льда и на некотором участке выше него. Затор обычно образуется в конце зимы и в весенний период при вскрытии рек во время разрушения ледяного покрова. Затор - это скопление крупно- и мелкобитых льдин.

Зажор - скопление внутриводного льда, образующего ледяную пробку и вызывающего дополнительный подъём уровня воды. В отличие от затора зажор состоит из скопления рыхлого ледового материала: комьев шуги, частиц внутриводного льда, обломков заберегов, небольших льдин. Зажоры возникают в предледоставный период и в течение зимы при наличии незамерзающих участков реки. Характеристиками заторов и зажоров являются: строение, размеры, максимальный уровень и максимальный подъём уровня воды.

Описание гидрологических чрезвычайных ситуаций

Природно-географическими условиями возникновения наводнений являются: выпадение осадков в виде дождя, таяние снега и льда, цунами, тайфуны, опорожнение водохранилищ. Наиболее часто наводнения бывают дождевого-речного типа. Другой тип

- затопление побережья в результате подъёма уровня моря при шторме (наводнения нагонного типа).

Факторами опасности (ущерба) являются:

- высота изменения уровня, влияющая на площадь заливаемой или осушающейся территории;

- скорость изменения уровня воды;

- продолжительность периода отклонения уровня воды от нормы;

- для наводнений - также сопровождающие явления (ветер, температура воздуха, оползания и размывы грунта и т. п.).

Реки отличаются друг от друга различными условиями формирования стока воды. По условиям формирования стока и, следовательно, по условиям возникновения наводнений реки Российской Федерации подразделяются на четыре типа: весеннее таяние снега на равнинах (Европейская часть и Западная Сибирь); таяние горных снегов и ледников (Северный Кавказ); Выпадение интенсивных дождей (Дальний Восток и Сибирь); снеготаяние и выпадение осадков (Северо-Западный регион).

Многообразие наводнений можно свести к пяти группам по причинам возникновения и характеру проявления. На территории Российской Федерации преобладают наводнения первых двух видов:

- половодье

Весеннее таяние снега на равнинах или весенне-летнее таяние снега и дождевые осадки в горах. Повторяются периодически в один тот же сезон. Характеризуются значительным и длительным подъёмом уровней воды

- паводок

Интенсивные дожди и таяние снега при зимних оттепелях. Отсутствует чётко выраженная периодичность. Интенсивный и сравнительно кратковременный подъём уровня воды. Они встречаются на равнинных, предгорных и горных реках, в северных и южных, западных и восточных районах страны. Остальные три вида наводнений имеют локальное распространение.

По исходным причинам наводнения делятся на нагонные, ливневые (дождевые), половодья (связаны с таянием снега и ледников), зажорные и заторные, завальные и прорывные.

Половодье

Запас воды в снежном покрове перед началом весеннего таяния; атмосферные осадки в период снеготаяния и половодья; осенне-зимнее увлажнение почвы к началу весеннего снеготаяния; ледяная корка на почве; интенсивность снеготаяния; сочетание волн половодья крупных притоков речного бассейна; озёрность, заболоченность и лесистость бассейна; рельеф бассейна

Паводок

Количество осадков, их интенсивность, продолжительность, площадь охвата, предшествующее выпадение осадков, увлажненность и водопроницаемость почвы, рельеф бассейна, величина уклонов рек, наличие и глубина мерзлоты

Затор, зажор

Поверхностная скорость течения воды, наличие в русле сужений, излучин, мелей, крутых поворотов, островов и других русловых препятствий, температура воздуха в период ледостава (при зажоре) или в период ледохода (при заторе), рельеф местности

Нагон

Скорость, направление и продолжительность ветра, совпадение по времени с приливом или отливом, уклон водной поверхности и глубина реки, расстояние от морского побережья, средняя глубина и конфигурация водоема, рельеф местности

Затопления при прорывах плотин

Величина перепада уровня воды в створе плотины: объем, заполненный водой в водохранилище, на момент прорыва; уклон дна водохранилища и реки; размеры прорана и время образования прорана; расстояние от плотины, рельеф местности

Наводнения, проходящие по рекам, делят по высоте:

- на низкие или небольшие (затапливаются низкие поймы);

- средние (затапливаются высокие поймы, частично заселенные);

- сильные или выдающиеся (частично затапливаются города, коммуникации, требуется эвакуация населения);

- катастрофические (существенно затапливаются города, требуются крупные аварийно-спасательные работы, массовая эвакуация).

В каждом районе случаются разные типы наводнений, причем сильные и катастрофические создаются обычно совпадением двух и более факторов (например, снеготаяние плюс ливни, ливни плюс прорыв плотин и т. п.), что позволило разработать классификацию наводнений с учётом масштабов их распространения и повторяемости:

- низкие;

Наносят незначительный ущерб. Охватывают небольшие прибрежные территории. Затопляется менее 10 % сельскохозяйственных угодий, расположенных в низких местах. Почти не нарушают ритма жизни населения. Повторяются раз в 5-10 лет.

- высокие;

Наносят ощутимый материальный и моральный ущерб, охватывают большие земельные участки речных долин, затапливают 10-15 % сельскохозяйственных угодий. Существенно нарушают хозяйственный и бытовой уклад населения. Приводят к частичной эвакуации людей. Повторяются раз в 20-25.

- выдающиеся

Наносят большой материальный ущерб, охватывая речные бассейны. Затапливают 50-70 % сельскохозяйственных угодий, некоторые населенные пункты. Парализуют хозяйственную деятельность и резко нарушают бытовой уклад населения. Приводят к необходимости массовой эвакуации населения и материальных ценностей из зоны затопления и защиты важных хозяйственных объектов. Повторяются раз в 50-100.

- катастрофические

Наносят огромный материальный ущерб и приводят к гибели людей, охватывая громадные территории в пределах одной или нескольких речных систем. Затапливается 70 % сельскохозяйственных угодий, множество населенных пунктов, промышленных предприятий и инженерных коммуникаций. Полностью парализуется хозяйственная и производственная деятельность, временно изменяется жизненный уклад населения. Повторяются раз в 100-200.

Наводнения (не считая нагонных, которые сопровождают ураганы) занимают в мире первое место по числу создаваемых или стихийных бедствий (40 % всех ЧС), второе-третье место по числу жертв, место в первой тройке по средней многолетней и по максимальной разовой величине прямого экономического ущерба.

Нагонные наводнения возникают на приморских территориях при прохождении глубоких циклонов, особенно ураганов (тайфунов). Нагон воды представляет собой подъем уровня, вызванный воздействием ветра на водную поверхность. Нагоны, приводящие к наводнениям, случаются в морских устьях крупных рек, на больших озерах и водохранилищах. Нагон возникает на наветренном берегу водоема за счет касательного напряжения на плоскости раздела вода-воздух. Вовлекаемые ветром в движение в сторону наветренного берега, поверхностные слои воды испытывают лишь сопротивление нижних слоев воды. С образованием уклона водной поверхности, под действием силы тяжести нижние слои начинают двигаться в противоположном направлении, уже испытывая гораздо большее сопротивление шероховатости дна. Из-за неравенства расходов воды, движущейся в противоположных направлениях, возникает подъем уровня у наветреннего берега водоема и спад у подветренного.

Ветровой нагон (так же, как половодье, паводок, затор, зажор) является стихийным (особо опасным) гидрологическим явлением. Главным условием возникновения нагонных наводнений является сильный и продолжительный ветер. Основной характеристикой, по которой можно судить о величине нагона, является нагонный подъем уровня воды, выражающийся в метрах.

Другими величинами, характеризующими нагон, являются глубина распространения нагонной волны, площадь затопления, продолжительность затопления. На величину нагонного уровня в морских устьях рек влияют скорость и направление ветра. Для каждой конкретной местности, подверженной нагонным наводнениям, можно определить направление ветра над водоемом, при котором нагонные явления будут максимальными.

Общим для морских устьев рек является то, что нагон может совпасть по времени с приливом или отливом; соответственно он будет либо несколько большим, либо меньшим. Нагонная волна распространяется вверх по реке тем на большее расстояние, чем меньше уклон и больше глубина реки. Продолжительность затопления составляет от нескольких часов до нескольких суток. На величину подъема нагонного уровня крупных водоемов влияют:

- скорость, направление ветра;

- длина разгона ветра над водоемом;

- средняя глубина водоема по длине разгона;

- величина и конфигурация водоема.

Чем крупнее водоем, меньше его глубина, чем ближе его конфигурация к кругу или эллипсу, тем больших размеров достигают нагоны и сгоны воды. Основными характеристиками последствий от нагонных наводнений являются практически те же характеристики, что и при паводковых наводнениях.

Нагонные наводнения обусловлены: барическим поднятием уровня моря (до 1 м, редко до 2,5 м); длинными волнами, обусловленными собственно нагоном (высота до 8-12 м); ветровыми короткими волнами. В итоге уровень воды может надолго подняться над нормальным на 4-5 м на Охотском побережье, на 6-8 м на атлантическом побережье Сев. Америки, на 8-10 м в Японии, на 12-13 м в Австралии. В областях воздействия среднеширотных циклонов высота нагонных наводнений не превышает 3-4 м. При этом гребни волн поднимаются еще выше - до 40-50 м над штилевым уровнем моря в Японии, Бангладеш и на берегах Сев. Атлантики (Массачусетс, США; Британские острова), до 30 м на о. Тайвань. Передняя волна нагона часто идет как «стена воды» высотой в несколько метров, опережая максимум скорости ветра на время до получаса. Вправо и влево от центра циклона расходятся более низкие боковые волны, достигающие берегов часто еще при безветрии. Высота нагона и гребней волн зависят от топографии прибрежной полосы. Максимальный уровень нагона держится недолго, иногда лишь 10-20 мин, затем несколько более низкий - до 10 ч. Продолжительность полного снижения уровня к норме определяется окончанием урагана и равна 1-1,5 сут., редко до 4 сут.

Примеры наводнений в мире

В России основную угрозу на Дальнем Востоке создают экстремальные осадки, снегозаносы, ливневые наводнения, зона которых распространяется до Прибайкалья.

Ливневые (дождевые) наводнения - наиболее распространенный тип наводнений. Они возможны повсеместно (даже в пустынях), кроме Арктики и Антарктики, но наиболее часты и сильны в районах с муссонным климатом, между 40° с. ш. и 40° ю. ш.

Ливневые наводнения создаются обильными осадками и изменяются по характеру в зависимости от конкретных условий погоды и стока. Особенно резкое (до стократного) увеличение максимальных расходов относительно среднегодовых происходит в аридных районах (поскольку среднегодовые расходы малы) и в районах с малой водопоглощающей способностью грунтов - в горах с большой долей скальных поверхностей, в области распространения многолетней мерзлоты, в асфальтированных городах. Особо быстрое повышение расходов создается при относительно кратких грозовых ливнях, когда месячная норма осадков выливается за немногие часы. Но они охватывают относительно небольшие водосборы (площадь до 1000 км2) и опасны, в основном, для городов.

Более распространены и дорогостоящи наводнения, обусловленные длительными интенсивными фронтальными дождями.

В странах Западной Европы зоны вероятного затопления при катастрофических наводнениях занимают до 4 % территории, в них проживает 1-4 % населения. В 80-х гг. сильные ливневые наводнения отмечались в Португалии, Испании, Франции, Бельгии, Великобритании, Германии, Швейцарии, Австрии и других странах. Повреждались населенные пункты, дороги, ЛЭП, сельскохозяйственные угодья.

В России ливневые наводнения наиболее часты на Дальнем Востоке с его муссонным климатом и западнее до Читинской области, куда достигает влияние тихоокеанских циклонов, а также на Северном Кавказе и в Закавказье. Уровень р. Амур и других на Дальнем Востоке может подниматься на 10 м и более. В июле 1990 г. при тайфуне в Приморье, когда выпало более двух месячных норм осадков, ущерб от наводнения превысил 100 млн руб. В июле 1991 г. ливневые дожди в верховьях р. Амур и в Восточном Прибайкалье (выпадение нормы осадков) привели к наводнениям с экономическим ущербом более 600 млн руб.

Половодья и паводки снеготаяния распространены в областях, где бывает снежный покров, приблизительно на 1/3 площади суши. На равнинах половодья длятся 15-20 дней на малых и до 2-3 месяцев на больших реках, в горах - все лето. Паводки - пики половодья длятся до 15-35 дней. В северной части умеренного пояса и во внутриконтинентальных районах, где обильные ливни редки, паводки снеготаяния могут быть главной причиной наводнений. На территории России сильные (выдающиеся) наводнения этого типа происходят один раз в 10-25 лет. Для них требуется сочетание обильного осеннего увлажнения грунта и бурного снеготаяния, обеспечиваемого приходом масс теплого воздуха с дождями. При этом количество снега должно соответствовать количеству пришедшего тепла таким образом, чтобы в снежном покрове могли возникнуть озерки талой воды, дружно прорывающиеся под воздействием дождя. В оврагах и в холмистых местностях при этом возникают водоснежные потоки (сели снеготаяния). Эффекты прорыва талых вод прогнозируются трудно. Примером служит наводнение в Башкирии в апреле - мае 1990 г. Бурное снеготаяние сопровождалось проливными теплыми дождями, уровень рек поднялся на 9 м выше обычного (в р. Белой) и на 3 м выше прогнозного. Затронуты более 130 населенных пунктов, включая г. Уфу, разрушено 90 мостов, 100 животноводческих ферм; прямой экономический ущерб - около 250 млн руб. Погибло 12 человек.

Зажорные и заторные наводнения приурочены к предгорным и равнинным участкам рек, покрывающихся льдами. Зажоры представляют собой скопление шуги и мелкобитого льда, образующиеся в зимнее время, заторы - скопления льдин во время весеннего ледохода. На территории бывшего СССР на 1100 реках насчитывается более 2400 зажорных и заторных участков. Толщина зажорных скоплений льда на Ангаре, Амударье достигает 10-15 м, длина - 25 км, сокращение площади сечения русла - на величину до 80 %. Продолжительность существования зажоров меняется, в зависимости от обстановки, от нескольких дней до всей зимы. Глубина воды увеличивается в 4-5 раз в сравнении с открытым руслом. Несмотря на малую водность рек в зимнее время, зажорный подъем уровня может превышать паводочный и создавать угрозу наводнений на Кавказе, Карелии, Средней Азии, местами в верховьях Енисея, на Камчатке. Зажорный подъем уровня достигает 5-6 м на Сев. Двине, Зап. Двине, реках Алтая, 6-7 м на Ангаре и Енисее, до 12 м на р. Нарын.

Затор льда образуется в весенний период при вскрытии рек во время разрушения ледяного покрова. Затор состоит из крупно- и мелкобитых льдин. Главной причиной образования затора льда является задержка процесса вскрытия на тех реках и больших по длине участках рек, где кромка ледяного покрова весной смещается сверху вниз по течению. При этом движущийся сверху раздробленный лед встречает на своем пути ненарушенный ледяной покров. При величинах поверхностной скорости течения воды (во время вскрытия ледяного покрова), равных 0,6-0,8 м/с и более, происходит торошение льда, подвижки и пр. Наличие разного рода русловых препятствий (крутых поворотов, сужений, островов) усиливает процесс образования затора льда. В районах таких русловых препятствий у верхнего края ледяного покрова под напором приносимого течением ледового материала происходит торошение льда и образуется хаотическое нагромождение крупно- и мелкобитых льдин. Русло здесь в наибольшей мере стеснено льдом, в результате чего уровень воды в реке повышается, в том числе на некотором участке выше места стеснения, т. е. в пределах зоны подпора.

Заторы характерны для рек, вскрытие которых ото льда начинается с верховьев и происходит механическим путем. Это - все реки, текущие на север, прежде всего реки Сибири и севера европейской части России. В низовьях Лены длина заторов достигает 50-100 км. Продолжительность существования заторов - до 12-15 дней. Заторный подъем воды над максимальным уровнем половодья достигает 4-6 м, максимум до 10 м. Максимальная на территории России высота поднятия заторного уровня воды отмечена на Нижней Тунгуске в сужениях долины - до 35-40 м. Для образования заторов необходимо большое количество льда и дружное весеннее половодье. На крупных реках Сибири такие условия выдерживаются почти ежегодно, повторяемость заторов 70-100 %. Наиболее известны заторные наводнения на Сев. Двине у Архангельска (повторяемость один раз в 4 года, высота поднятия уровня воды до 10 м); на Оби и ее притоках, где под постоянной угрозой находятся Тобольск, Кемерово и другие города; на Енисее и его притоках.

Зажор льда наблюдается в начале зимы в период формирования ледяного покрова. Решающее значение при образовании зажора имеет поверхностная скорость течения воды (более 0,4 м/с), а также температура воздуха в период замерзания. Образованию зажоров способствуют различные русловые препятствия: острова, отмели, валуны, крутые повороты и сужения русла, участки в нижних бьефах гидроэлектростанций. Скопления шуги и другого рыхлого ледового материала, образующиеся на этих участках в результате непрерывного процесса образования внутриводного льда и разрушения ледяного покрова, вызывают стеснение водного сечения русла реки, следствием чего является подъем уровня воды выше по течению. Образование сплошного ледяного покрова в месте зажора задерживается.

Завальные и прорывные наводнения менее регулярны, чем наводнения предшествующих типов. Они бывают в горных районах и связаны с оползнями и обвалами (преимущественно сейсмогенными) и подвижками ледников.

С 1910 г. такие события в мире случаются в 10-15 раз в год (в том числе разрушения крупных плотин - раз в 2-3 года).

Из последствий завалов в бывшем СССР наиболее известно Сарезское озеро глубиной до 500 м, возникшее на р. Мургаб на Памире вследствие землетрясения 1911 г.

Более или менее регулярные подвижки ледников возможны во всех ледниковых районах мира. Около 5% горных ледников относятся к пульсирующим (с интервалом в годы - десятилетия). При подвижке они перекрывают водотоки и обеспечивают накопление временных, раньше или позже, прорывающихся озер. Длительно существующие приледниковые озера также могут прорываться, если они подпружены рыхлым льдосодержащим моренным валом. Волны прорыва проходят вниз по долинам, принимая характер селей. Паводки такого рода случаются в горных долинах не реже одного раза в 10-20 лет, а по каждому горному району в целом один раз в 2-5 лет.

В Гималаях за последние 200 лет отмечено 35 катастрофических прорывных паводков.

Изменение русел, увеличивающее высоту наводнений, происходит путем их непреднамеренного антропогенного заиления и обмеления, а также при неправильных русловыправительных работах (чрезмерное сужение и спрямление). Изменение условий поверхностного стока происходит при осушении болот, сведении лесов, распашке, а в городах - при создании больших водонепроницаемых поверхностей. При осушении болот максимальный поверхностный сток возрастает в 1,5-2,5 раза; при сведении лесов и распашке - в 2-4 раза, а на малых водосборах - еще больше, что и способствует заилению, прежде всего, малых рек.

Увеличение площади водоупорных покрытий в городах ведет к такому же росту расхода ливневых паводков и к еще большему сокращению времени «добегания» паводковой волны, что резко увеличивает максимальные расходы.

Температурный режим рек умеренного и более холодных поясов меняется при создании водохранилищ: у выхода реки из водохранилища зимой постоянно поддерживается полынья, что увеличивает повторяемость зажоров, а в некоторых случаях - и высоту зажорных уровней в сравнении с естественными (на нижнем бьефе Красноярской ГЭС - на 2,5 м и более). На верхнем бьефе водохранилищ происходит увеличение зажорности и заторности, местами - повышение уровня заторного поднятия над прежним максимальным уровнем весеннего паводка.

Локальные изменения полей осадков и снеготаяния происходят в крупных городах. Они создают над собой факелы запыленного и теплого воздуха, что увеличивает повторяемость и интенсивность грозовых ливней, а в целом - рост осадков до 20 % в сравнении с окрестностями.

Медленные изменения уровня океана и бессточных озер. Уровень Мирового океана в последние 100 лет поднимается со скоростью 0,5-2,5 мм/год, в отдельные десятилетия - до 5,5 мм/год вследствие повышения температуры (объемное расширение) воды и сокращения водозапаса на суше в ледниках. В итоге в разных районах уровень моря изменился в среднем в пределах 20-30 см. Это изменение не слишком ощутимо человеком, за исключением таких случаев, как постепенное затопление Венеции.

В последние годы внимание привлекают вертикальные тектонические колебания небольших участков земной коры (площадью от нескольких до тысяч квадратных километров) с амплитудой и периодом, оцениваемыми величинами до 5-6 м и сотен лет. В прибрежной полосе они обернулись бы такими же колебаниями уровня моря и, соответственно, интенсивности различных опасных явлений.

Бессточные озера известны на всех континентах. Бессточные области занимают 25 % площади суши, не считая Антарктиды. Крупнейшие бессточные озера: Каспий, Арал, Балхаш, Лобнор, Эйр, Амадиес и др. Их уровни колеблются с периодом 25-45 лет и испытывают длительные изменения под воздействием климатических причин. За 1870-1970 гг. уровень Каспия снизился на 3,5 м, Арала на 8,5 м, Балхаша на 3,7 м, Иссык-Куля на 3,2 м, Мертвого моря на 6,3 м. В последние десятилетия наступил новый период поднятия уровня: в Большом Соленом озере на 2 м лишь за 1983-1985 гг., в оз. Девилс-Лейк (США) на 7 м после 1950 г., на Каспии на 2,1 м в 1978-1993 гг. 4.1.3.

Превентивные мероприятия при угрозе затопления населённых пунктов и территорий

Меры защиты от наводнений подразделяются на оперативные (срочные) и технические (предупредительные).

- Оперативные меры не решают в целом проблему защиты от наводнений и должны осуществляться в комплексе с техническими мерами.

- Технические меры включают заблаговременное проектирование и строительство специальных сооружений. К ним относятся: регулирование стока в русле реки; отвод паводковых вод; регулирование поверхностного стока на водосбросах; обвалование; спрямление русел рек и дноуглубление; строительство берегозащитных сооружений; подсыпка застраиваемой территории; ограничение строительства в зонах возможных затоплений и др.

Наибольший экономический эффект и надежная защита пойменных территорий от наводнений могут быть достигнуты при использовании обширного комплекса мероприятий, сочетании активных методов защиты (регулирование водостока) с пассивными методами (обвалование, руслоуглубление и т. п.). Выбор способов защиты зависит от ряда факторов: гидравлического режима водотока, рельефа местности, инженерно-геологических и гидрогеологических условий, наличия инженерных сооружений в русле и на пойме (плотины, дамбы, мосты и т. д.), расположения объектов экономики, подвергающихся затоплению.

Основными направлениями действий органов исполнительной власти при угрозе затопления являются:

- анализ обстановки, выявление источников и возможных сроков затопления;

- прогнозирование видов (типов), сроков и масштабов возможного затопления;

- планирование и подготовка комплекса типовых мероприятий по предупреждению затоплений;

- планирование и подготовка к проведению аварийно-спасательных работ в зонах возможного затопления.

Рекомендации по поведению при наводнениях

1. Жители любого населенного пункта должны знать, находится ли населенный пункт, в котором они проживают, в зоне возможного затопления. Если находится, то необходимо знать: куда, в какие районы должна проводиться эвакуация в случае угрозы наводнения и по каким маршрутам. Эвакуация должна проводиться при получении информации об угрозе наводнения. По возможности эвакуируются и домашние животные.

2. Перед тем как покинуть дом, необходимо выключить электричество, газ. При эвакуации необходимо взять с собой документы, ценности, наиболее нужные вещи и запас продуктов питания. Часть имущества, которую невозможно взять с собой, целесообразно предохранить от затопления, перенести на верхние этажи, на высокие места.

3. Во время наводнения необходимо:

- постараться собрать все, что может пригодиться: плавсредства, спасательные круги, веревки, лестницу, сигнальные средства;

- спасать людей, отсеченных стихией от остальных, оказывать первую помощь пострадавшим;

- если есть опасность оказаться в воде, то до прибытия помощи снять обувь и освободиться от тяжелой и тесной одежды;

- наполнить рубашку и брюки легкими плавающими предметами (мячики, пустые закрытые пластмассовые бутылки и т. п.);

- использовать столы, автомобильные шины, запасные колеса, спасательные пояса, чтобы удержаться на поверхности;

- прежде чем соскользнуть в воду, нужно вдохнуть воздух, схватиться за первый попавшийся предмет и плыть по течению, пытаясь сохранить спокойствие;

- прыгать в воду только в последний момент, когда нет надежды на спасение.

4. Переправа (вывод) людей при начавшемся наводнении разрешается только по обозначенному для этой цели броду глубиной не более 1 м. В необходимых случаях эвакуация производится на плотах, лодках, катерах, вездеходах и других средствах.

5. После окончания наводнения, перед тем как войти в здание, убедиться, что оно не угрожает обвалом, осмотреть имеющиеся повреждения. При этом нельзя пользоваться открытым огнем. Следует проверить, отключено ли электропитание, нет ли оголенной электропроводки и возможности короткого замыкания, нет ли утечки газа.

6. Нельзя употреблять в пищу продукты питания, которые были в контакте с водами наводнения. Необходимо также проверить питьевую воду перед её использованием.

7. Наводнения могут сопровождаться такими стихийными явлениями, как оползни, селевые потоки, а также тем, что в число вызванных наводнением опасностей входят вспышки эпидемий, падеж скота, уничтожение урожая сельскохозяйственных культур, разрушение линий канализаций, загрязнение воды, разрушение линий газо- и электроснабжения.

8. Рекомендации населению по действиям в условиях угрозы и возникновения нагонных, заторных и зажорных наводнений практически такие же, как и в случае паводковых наводнений.

Прогнозирование наводнений

Прогнозирование наводнений - это один из видов гидрологических прогнозов. В зависимости от времени упреждения гидрометеорологические прогнозы разделяются на краткосрочные (менее 12-15 дней) и долгосрочные (с большей заблаговременностью).

Методы прогнозирования

Методы краткосрочного прогнозирования базируются на использовании закономерностей движения воды в руслах и закономерностей притока (стока) воды к рассматриваемым участкам этих русел, на расчетах перемещения и трансформации водного потока по отдельным участкам реки. В результате таких прогнозов выдается информация об ожидаемых максимальных расходах и уровнях воды в интересующих створах. Исходными данными при этом являются гидрографы (зависимости расходов воды от времени).

Долгосрочные гидрологические прогнозы применяются, как правило, для предсказания масштабов действия наводнения. Методики долгосрочного прогнозирования максимальных расходов (уровней) воды в рассматриваемых пунктах за период половодья базируются на зависимости между величиной расхода и стоком в половодье, которые устанавливаются для каждого пункта по материалам многолетних гидрометрических наблюдений. Результаты прогнозных расчетов весеннего половодья на территории страны в начале каждого года Гидрометцентр выдает пользователям в виде карт, на которых изолиниями обозначены бассейны с различными значениями возможных максимальных превышений (или снижений) уровня воды относительно среднего многолетнего уровня. Для каждого населенного пункта, попадающего в зону действия наводнения, в соответствующем территориальном органе Госкомгидромета имеются Каталоги опасных отметок уровней (расходов) воды, так называемых критических уровней воды. Критический (опасный) уровень - это уровень воды по ближайшему гидрологическому посту, с превышения которого начинается затопление данного населенного пункта. При этом может быть несколько значений критического уровня, характеризующих последовательность затопления города по мере повышения уровня воды в реке.

Методика прогнозирования наводнений заключается в следующем:

- по прогнозным картам устанавливается максимально возможное ожидаемое превышение уровня воды в реке для данного пункта;

- величина превышения суммируется с соответствующей величиной среднего многолетнего уровня воды в реке для данного пункта, которые также имеются в органе Госкомгидромета;

- сравнивая полученную величину отметки с величиной критического уровня получаем информацию о той или иной возможной степени затопления интересующих пунктов. Главная задача прогнозирования заторов и зажоров - оценить максимальные возможные заторные и зажорные уровни воды.

На первой стадии прогнозирования оценивается возможность образования затора или зажора, определяются затороопасные и зажороопасные участки в руслах рек. Определить такие участки для всех рек страны можно с помощью «Каталога заторных и зажорных участков рек», который имеется в органах Госкомгидромета. Исходными данными для прогнозирования максимальных заторных и зажорных уровней являются данные наблюдений гидрологических постов. Результаты прогноза выдаются в виде карт или сводок с ожидаемыми величинами максимальных заторных и зажорных уровней. Методы прогноза максимальных заторных и зажорных уровней основываются на прямой или косвенной оценке величины расхода воды у кромки ледяного покрова по пути её перемещения в пределах водосборного участка реки. Существуют эмпирические зависимости максимального заторного или зажорного уровней от расхода воды у кромки ледяного покрова. Эти зависимости различны для разных физико-географических условий речных бассейнов на территории России. Так как основная опасность затора (зажора) льда заключается в значительном подъеме уровня воды в реке, при котором вода выходит из берегов и затопляет прилегающую местность, то, в дальнейшем, полученные расчетом ожидаемые значения максимальных уровней сравниваются с соответствующими величинами критических уровней, т. е. отметок уровней, превышение которых представляет опасность для населенных пунктов, предприятий, мостов и других объектов. В результате получаем информацию о той или иной возможной степени затопления интересующих пунктов.

В понятие прогноза нагонных наводнений входит оценка величины подъема уровня воды, а также ориентировочное время, к которому этот подъем уровня ожидается.

Прогноз нагонного наводнения периодически уточняется по мере продвижения волны нагона. В соответствии с физико-географическими и климатическими условиями для каждого района, в котором имеют место нагонные явления, разрабатываются конкретные методики прогноза нагонных наводнений. Исходным материалом для разработки такой методики являются результаты анализа данных обо всех имевших место ранее в данном районе нагонных наводнениях.

Морские гидрологические чрезвычайные ситуации

Рассмотрим из ряда морских гидрологических опасных явлений (тропические циклоны (тайфуны), сильное волнение, сильное колебание уровня моря, сильный тягун в портах, ранний ледяной покров и припай, напор льдов, непроходимый (труднопроходимый) лёд, обледенение судов и портовых сооружений, отрыв прибрежных льдов) наиболее опасное морское гидрологическое явление природного происхождения - цунами, что в переводе с японского языка, означает «высокая волна в заливе».

Описание цунами

Цунами - длинные морские волны, которые могут возникать в результате подводных землетрясений, а также вулканических извержений или оползней на морском дне. Кроме того, цунами возможны при обрушении берегов. Источник цунами - место на дне океана, где произошло подводное землетрясение, оползень или извержение вулкана.

Для образования волны цунами необходимо вертикальное смещение морского дна, хотя выявлено и много случаев возникновения цунами при эпицентре толчка на суше. Морские волны могут возникать также в результате прохождения поверхностных волн через мелководный континентальный шельф или, возможно, вдоль подводного каньона. Цунами возникают, как правило, при подводных землетрясениях с магнитудой более 7. Энергия цунами обычно составляет 1-10 % энергии вызвавших их землетрясений.

Образовавшись в каком-либо месте, цунами может пройти несколько тысяч километров, почти не уменьшаясь. Высота волн цунами - от нескольких сантиметров до нескольких метров. Однако, достигнув мелководья, волна резко замедляется, ее фронт вздымается и обрушивается с огромной силой на сушу. Над отмелями волна тормозится до скорости порой лишь 50 км/ч, её высота увеличивается до 10-20 м, фронт разворачивается параллельно берегу. Высота крупных волн у побережья составляет 5-20 м, иногда и 40 м, вулканогенных - до 100 м. В узких заливах происходит дальнейший рост волны. Волна цунами может быть не единственной, очень часто это серия волн с интервалом в 1 ч и более. Самая высокая волна называется главной волной. Часто перед началом цунами вода отступает далеко от береговой линии. Наибольшей высотой обычно обладает не первая волна, но одна из первых десяти. Суммарная продолжительность их накатывания на берег может достигать несколько часов. Разрушительные воздействия цунами складываются из подъёмной силы воды, давления водного потока, ударов влекомого материала.

Основные характеристики цунами

Основными характеристиками цунами являются: магнитуда; интенсивность на конкретном побережье; скорость движения волны.

За магнитуду цунами принят натуральный логарифм амплитуды колебаний уровня воды (в метрах), измеренный стандартным мореграфом у береговой линии на расстоянии от 3 до 10 км от источника цунами.

Интенсивность цунами приближенно равна натуральному логарифму от высоты (в метрах) подъема воды при цунами на конкретном участке побережья. Интенсивность цунами характеризует энергию, выделившуюся в конкретной точке, которая находится на любом расстоянии от источника.

Сейсмогенные цунами в области возникновения имеют высоту в немногие дециметры, редко до 5 м. Скорость движения волны цунами определяет время добегания волны от источника до любого побережья и, в зависимости от глубины моря, может быть от 100 до 1000 км/ч.

Для характеристики опасности цунами принимается шкала интенсивности К. Ииды и А. Имамуры:

- 0 баллов - слабое цунами. Высота волны до 1 м. Повторяемость в мире - несколько раз в год;

- 1 балл - умеренное цунами. Высота волны до 2 м. Заметное затопление плоских берегов. Повреждения легких построек. Лодки и легкие суда прибиваются к берегу. Повторяемость - дважды в год;

- 2 балла - сильное цунами. Высота волн 2-4 м, максимальная - до 6 м. В прибрежной полосе длиной в десятки км - частичное разрушение легких и повреждение прочных зданий, повреждение набережных. Легкие суда выбрасываются на берег или уносятся в море. Побережье покрывается плавучими обломками. Значительное число жертв. Повторяемость - раз в год;

- 3 балла - очень сильное цунами. Средняя высота волн 4-8 м, максимальная до 10-20 м. В прибрежной полосе длиной до 400 км - полное разрушение легких и значительное повреждение прочных зданий, сильный смыв почв с полей. Повреждение всех судов, кроме самых больших. Много жертв. Повторяемость - раз в 2 года;

- 4 балла - разрушительное цунами. Средняя высота волн 8-16 м, максимальная - до 30 м. В прибрежной полосе длиной 500 км - сильное повреждение или разрушение всех построек, уничтожение садов. Сильное повреждение крупнейших судов. Много жертв. Повторяемость приблизительно раз в 10 лет.

В последние 50 лет в мире отмечено 70, в последние 180 лет - около 170 сейсмогенных цунами опасных размеров, из них 4 % в Средиземном море, 8 % в Атлантике, остальные - в Тихом океане. Наиболее опасны берега Японии, Гавайских и Алеутских островов, Камчатки, Курил, Аляски, Канады, Соломоновых островов, Филиппин, Индонезии, Чили, Перу, Новой Зеландии, Эгейского, Адриатического и Ионического морей. Разовый прямой экономический ущерб измеряется десятками миллионов долларов. В пределе же вероятен ущерб до 1 млрд долл. По этому показателю цунами находятся в конце первого десятка природных чрезвычайных ситуаций.

Прогнозирование цунами

Волны цунами - одно из стихийных явлений в океане, представляющее опасность для населения и хозяйства прибрежной полосы суши в цунамиопасных районах. В 95 % случаев цунами возникают вследствие достаточно сильных землетрясений под дном океана (моря). Поэтому сам факт регистрации подобного землетрясения уже несет информацию о возможных волнах цунами. Более детальная обработка сейсмических данных о землетрясении позволяет определить координаты его эпицентра и магнитуду, а также ряд дополнительных критериев, позволяющих судить о цунами-опасности землетрясения, т. е. его способности вызвать опасную, высотой у берега более одного метра, волну цунами. Между моментами начала регистрации землетрясения и прихода волны к берегу всегда есть пауза, которая составляет от нескольких минут до суток. Наличие этой паузы дает возможность предупредить населенные пункты о надвигающейся опасности и осуществить мероприятия по предотвращению возможного ущерба на берегу. В настоящее время в цунамиопасных регионах развернута и функционирует служба предупреждения о цунами. В основу работы этой службы положено использование не только данных сейсмических наблюдений, но и данных прямых наблюдений за состоянием поверхности океана на достаточном расстоянии от берега с помощью гидрофизических станций.



Мероприятия по уменьшению последствий цунами

Сочетание прогнозирования, заблаговременных административных и защитных мероприятий, как показывает практика, ведет к резкому снижению человеческих жертв и материального ущерба от последствий цунами. В затопляемой зоне запрещается новое строительство, не вызванное производственной необходимостью, а также производится перенос в безопасные места существующих зданий и сооружений. Для защиты от цунами бухт и устьев рек в них строят волноломы, а на берегу - дамбы и другие защитные сооружения. Посадка по побережью лесозащитных полос является эффективным средством борьбы с цунами. Единственным средством защиты населения от цунами является эвакуация из прибрежной и возможно затопляемой зон. Поэтому население должно знать сигналы оповещения, признаки предупреждения о цунами, а также маршруты эвакуации. Необходимо оставаться в безопасном месте до получения сигнала отбоя опасности цунами. Так как цунами могут сопровождаться сильным наводнением, то необходимо соблюдать меры защиты, характерные для обычного наводнения.



Литература

Опасные природные процессы / Мазур И.И., Иванов О.П, изд-во: Экономика, 2004.

Природные катастрофы. Т.1. / Дэвис Ли., изд-во: Смоленск: Русич, 1996.

Природные катастрофы. Т.2. / Дэвис Ли., изд-во: Смоленск: Русич, 1996.

Природные опасности России. Сейсмические опасности / Под общ. ред. В.И. Осипова, С.К. Шойгу., изд-во: «Крук», 2000

Рекомендации по комплексам мероприятий защиты населения при чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера / ВНИИ ГОЧС, 1993.

Россия в цифрах. 2007: Краткий статистический сборник / Роскомстат, 2007

Способы и средства инженерного обеспечения ликвидации чрезвычайных ситуаций / Г.П. Саков, М.П. Цивилев, И.С. Поляков и др., изд-во: ЗАО «ПАПИРУС»

Чрезвычайные ситуации природного характера и защита от них: Учеб. пособие / Баринов А.В., изд-во: «ВЛАДОС-ПРЕСС»№, 2003

Размещено на Allbest.ru

...