Понятие и виды наводнений

Оглавление

Введение

В гидрологическом смысле наводнение означает затопление прибрежных районов речным стоком, который превышает полную пропускную способность русла. В засушливых районах в момент большого стока наводняется само русло, обычно не заполненное водой. Стадия наводнения начинается при переполнении русла, когда вода выходит из берегов. Обычно устанавливают уровень половодья, критический с точки зрения ущерба имуществу и помех человеческой деятельности.

Наводнения могут происходить как на постоянных, так и на временных водотоках, а также в районах, где вообще нет рек и озер, например в засушливых районах с ливневым типом осадков.

Проблема приспособления человека к наводнениям приобретает особенно сложный характер, потому что наводнения одновременно с негативным воздействием на население и на среду его обитания имеют и положительные стороны. В опасных в отношении наводнений районах нет недостатка воды и плодородных пойменных земель. Попытки разрешить конфликт между необходимостью освоения прибрежных земель и неизбежными убытками от наводнений предпринимались на протяжении всей истории человечества. Даже в условиях более примитивно организованных доиндустриальных обществ люди приспосабливались к наводнениям.

В индустриальных обществах XX столетия широко укоренилась концепция многоцелевого использования речных бассейнов, согласно которой уменьшение ущерба от наводнений должно сочетаться с планированием рационального водопользования.

Между имущественным ущербом от наводнений и числом жертв обычно существует обратная зависимость. Общества, которым есть что терять в смысле строительных сооружений, инженерных сетей, транспортных средств и пр., обычно располагают и научно-техническими средствами для обеспечения мониторинга, оповещения, эвакуации населения и ремонтно-восстановительных работ, а все это способствует сокращению числа жертв. Напротив, доиндустриальные общества, особенно с высокой плотностью сельского населения, несут менее значительные имущественные потери, но не имеют необходимых средств для осуществления предупредительных мероприятий и спасения людей.

Наводнение является опасным природным явлением, возможным источником чрезвычайной ситуации, если затопление водой местности причиняет материальный ущерб, наносит урон здоровью населения или приводит к гибели людей, сельскохозяйственных животных и растений.

Понятие и виды наводнений

Наводнение – это значительное затопление водой местности в результате подъема уровня воды в реке, водохранилище, озере или море, вызванное обильным притоком воды в период снеготаяния или ливней, ветровых нагонов воды, а также при заторах, зажорах и иных явлениях.

По повторяемости, площади распространения и суммарному среднегодовому материальному ущербу наводнения на территории Российской Федерации занимают первое место в ряду стихийных бедствий, а по количеству человеческих жертв и удельному материальному ущербу (приходящемуся на единицу поражённой площади) – второе место после землетрясений.

Реки отличаются друг от друга различными условиями формирования стока воды (сток воды – количество воды, протекающей через замыкающий створ реки, за какой-либо интервал времени).

По условиям формирования стока и возникновения наводнений реки Российской Федерации подразделяются на четыре типа (табл. 1).

Таблица 1. Типы рек Российской Федерации в зависимости от условий формирования максимального стока

Многообразие наводнений можно свести к пяти обобщающим группам, объединяющим различные наводнения по причинам возникновения и характеру проявления (табл. 2).

Таблица 2. Виды наводнений в зависимости от причин возникновения и характера проявления

Классификация наводнений в зависимости от масштаба их распространения и повторяемости представлена в табл. 3.

Таблица 3. Классификация наводнений в зависимости от масштаба распространения и повторяемости

Здания, периодически попадающие в зону затопления, теряют капитальность: гнилью повреждается дерево, отваливается штукатурка, выпадают кирпичи, подвергаются коррозии металлические конструкции, из-за размыва грунта под фундаментом происходит неравномерная осадка зданий и, как следствие, появляются трещины.

Основным первичным поражающим фактором наводнения является поток воды, характеризующийся высоким уровнем подъема, а при прорывах плотин и паводках — также значительными скоростями течения, и вызывающий затопление и подтопление прилегающей территории.

При наводнениях, вызванных заторами, к первичным факторам поражения относятся навалы больших масс льда и их давление на береговые сооружения.

Затопление — покрытие окружающей местности слоем воды, заливающим дворы, улицы населенного пункта и первые этажи зданий.

Подтопление — проникновение воды в подвалы зданий через канализационную сеть (при сообщении канализации с рекой), по разного рода канавам и траншеям, а также из-за значительного подпора грунтовых вод. Затопления приводят к серьезным последствиям: гибнут люди, сельскохозяйственные и дикие животные, разрушаются или повреждаются здания, сооружения, коммуникации, утрачиваются материальные и культурные ценности, прерывается хозяйственная деятельность, гибнет урожай, смываются или затопляются плодородные почвы, изменяется ландшафт.

Вторичными поражающими факторами наводнений являются утрата прочности различного рода сооружений в результате их размыва и подмыва, перенос водой вылившихся из поврежденных емкостей вредных веществ и загрязнение ими обширных территорий, осложнение санитарно-эпидемиологической обстановки, заболачивание местности.

Вторичными поражающими факторами наводнений также могут стать чрезвычайные ситуации природного и техногенного характера, такие как оползни, обвалы, аварии на транспорте и промышленных объектах.

Масштабы последствий наводнения зависят от целого ряда условий, обусловленных как характеристиками самого наводнения, так и территории, на которой оно произошло. К первой группе условий относятся продолжительность стояния опасных уровней воды, скорость водного потока, площадь затопления, время возникновения наводнения. Ко второй — плотность населения, интенсивность хозяйственной деятельности на затопленной местности, наличие защитных гидротехнических сооружений и конкретных мер подготовки к наводнению. Кроме того, на масштаб последствий влияют уровень подготовки к действиям в условиях наводнения руководящего состава, персонала предприятий и организаций, аварийно-спасательных сил.

Современный город страдает от наводнения гораздо больше, чем старый с деревянными строениями. Это объясняется тем, что из-за неравномерной просадки грунта во время наводнения происходят многочисленные разрывы канализационных и водопроводных труб, газовых магистралей, электрических и телефонных кабелей. При сравнительно редких затоплениях (1 раз в 3—4 года) срок планового капитального ремонта кирпичного здания уменьшается на 15 лет, а стоимость этого ремонта возрастает в 3 раза.

В сельской местности особое значение имеют время (сезон) и продолжительность затопления. Любое затопление водой сельскохозяйственных культур приводит к вытеснению воздуха из почвы. При этом в ней прекращается нормальный газообмен и в результате происходит падение урожайности или гибель сельскохозяйственных культур.

Образующиеся при наводнениях паводковые волны при движении их по руслу реки наносят колоссальный ущерб народному хозяйству. В первую очередь они представляют серьезную опасность для населения из-за внезапного затопления жилых построек и административных зданий. Огромные массы воды, скопившиеся в верховьях реки, подобно смерчу или урагану способны сносить все встречающееся на своем пути. При этом происходит резкое повышение уровня воды до максимальных (катастрофических) отметок (8—10 м), увеличивается скорость водного потока (до 3—5 м/с) и образуются значительные зоны затопления. Уровни воды достигают своих катастрофических отметок в короткое время (1—2 суток).

Из-за частых наводнений в России переносились на новые места целые города — Великий Устюг, Галич, Калуга, Орел, Саратов.

Причины наводнений

Продолжительные дожди. Возникают чаще всего в исключительно влажных регионах с большим уровнем осадков (например, Черапунджи), сухие же регионы (пустыни и степи) эту проблему испытывают крайне редко, как и регионы с умеренной влажностью.

Таяние снегов. Интенсивное таяние снега, особенно при промёрзшей земле, приводит к подтоплению дорог. Сила такого наводнения сильно зависит от многих факторов, поэтому может быть разной — от самой незначительной до катастрофической. Чаще всего сочетается с другими факторами.

Волна цунами. На морских побережьях и островах наводнения могут возникнуть в результате затопления прибрежной полосы волной — цунами, образующейся при землетрясениях или извержениях вулканов в океане. Подобные наводнения нередки на берегах Японии и на других островах Тихого океана. В озёрах и заливах такие волны могут возникать в результате крупных ополозней.

Профиль дна. Одной из причин наводнений является повышение дна. Каждая река постепенно накапливает отложения, в перекатах, в устьях и дельтах. Наводнение в таком случае происходит через несколько лет после начала процесса, имеет медленный характер, но легко предсказуемо и устранимо дноуглубительно-очистительными работами.

Прорыв плотин или водохранилищ. Возникает в случае, если водохранилище или плотина (в том числе естественных), находящееся на водном объекте выше по течению, уже не могут сдерживать в силу каких-то обстоятельств (например, землетрясения) сильный напор воды. Причиной может также послужить сделанный по какой-то причине (наводнение на водохранилище, например) аварийный сброс воды через водохранилище в обход сооружения. Наводнение при этом получается очень мощным, разрушительным (сносит на своём пути в долине всё, вне зависимости от веса) и неравномерным (по разрушительной силе поток воды может быть не слабее, чем волна цунами), но, как правило, кратковременным.

Иные природные причины. Причинами наводнений могут послужить: штормовые приливы, сгонно-нагонные явления, сейши, а также оползни перегораживающие русла рек.

Дополнительные факторы. Дополнительным негативным фактором в условиях города может послужить засор системы дождевой канализации, что в условиях, например, обильных дождей или активного таяния снегов может приводить к затоплению целых городских районов.

Наводнение  на Дальнем Востоке России

С конца июля 2013 года юг Дальнего Востока России и северо-восток Китая оказались подвержены катастрофическим наводнениям, вызванными интенсивными затяжными осадками, что привело к последовательному увеличению уровня воды в реке Амур. На пике паводка, 3 и 4 сентября, расход воды в Амуре достигал 46 тысяч м³/с, при норме в 18—20 тысяч м³/с. Наводнение таких масштабов произошло впервые за 115 лет наблюдений, и, согласно моделям, вероятность повторения такого события — один раз в 200—300 лет.

Причиной наводнений явились аномальные изменения циркуляции воздушных масс над югом российской Сибири и Дальним Востоком (увеличению амплитуды волн Россби), которые могут стать постоянными. Разбалансировка механизма регуляции воздушных масс способствовала формированию мощных циклонов с более длительным периодом существования. Над северной территорией Китая летом доминировали очёнь высокие температуры с высокой влажностью, а над Якутией, напротив, температуры были достаточно умеренными, а воздух сухим. Вызвано это было установлением блокирующего антициклона над западом Тихого океана. Эта блокирующая волна высокого давления остановила циклоны над Приамурьем, не давая им быстро проходить на «кладбище» местных циклонов в Охотском море.

Таким образом, к началу июля 2013 года над Приамурьем сформировалась стационарная высотная фронтальная зона, вдоль которой в течение двух месяцев один за другим перемещались глубокие, насыщенные тропической влагой циклоны, сопровождавшихся сильными ливневыми дождями, в результате чего в Амурской области и Еврейской автономной области с июля по август выпало больше годовой нормы осадков. В итоге активизировались одновременно все паводочные области бассейна Амура: верхний Амур, Зея, Бурея, Уссури и Сунгари. В предыдущие годы одновременная работа всех областей сразу не наблюдалась. Обычно функционировала одна или несколько паводочных областей. Вначале паводковая ситуация образовалась на верхнем Амуре и Бурее, позже, на конец августа она возникла и в бассейнах Сунгари и Уссури.

Другой причиной стала очень снежная зима в районе бассейна Амура и поздняя весна. Вследствие этого, когда начался паводок в середине июля, почва была уже насыщена влагой на 70—80 %, что способствовало формированию паводков практически без потерь. Существует угроза становления этой ситуации на постоянную основу. Свою роль сыграли многолетние лесные пожары и вырубки лесов. Леса выполняют важную водоохранную функцию, задерживая часть осадков.

Вопреки опасениям местных жителей, Зейское и Бурейское водохранилища, расположенные на крупных притоках Амура, при максимальном снижении величин сбросных расходов способствовали смягчению паводковой ситуации, аккумулировав значительный объём стока (8 и 5 км³ соответственно), что, согласно расчётам гидрологов, позволило удерживать уровень реки Амур пониженным более чем на метр на протяжении 2 месяцев, а благодаря Зейскому гидроузлу на пике паводка в бассейне Зеи 31 июля сбрасывалось в 10 раз меньше воды, чем поступало в водохранилище, за счёт чего уровень Зеи держался на 6 метров ниже возможного. На начальном этапе наводнения сыграли свою противопаводковую роль и 6 водохранилищ на реки Сунгари в Китае, позже переключившиеся в транзитный режим.

Рисунок 1. Наводнение на Дальнем Востоке

Опасные последствия наводнений

1. Затопление территорий, жилищ, хозяйственных объектов, сельскохозяйственных  угодий.

2. Размыв берегов.

3. Разрушение и повреждение  инженерных сооружений (мостов, тоннелей, газопроводов, нефтепроводов, автомобильных и железных дорог и т. п.).

4. Разрушение гидротехнических  сооружений и коммуникаций (дамб, плотин, городских коммуникаций  и т.п.).

5.  Разрушение зданий и сооружений, снижение их капитальности (повреждается гнилью дерево, отваливается штукатурка, из-за разжижения и размыва грунта под фундаментом происходит неравномерная осадка здания и т.п.).

6. Повреждения и порча  оборудования предприятий.

7. Повреждение лесопарковой  территории городов (при крупных  паводках и при движении волны  прорыва поток воды вырывает с корнем деревья).

8. Пожары вследствие обрывов  и короткого замыкания электрических кабелей и проводов.

9. Возникновение вторичных  опасных природных явлений:

• обвалы, оползни, сели, просадка лесовых пород и т.д.
• биологические повреждения литосферы, гидросферы, атмосферы в результате химического, радиоактивного загрязнения территории
• инфекционные заболевания людей и животных

10. Снос наиболее плодородных слоев почвы с сельскохозяйственных полей (эрозия почв) и т. д.

Различают прямой и косвенный ущерб от наводнения.

К прямому ущербу относятся:

• повреждение и разрушение жилых и производственных зданий, железных и автомобильных дорог, линий электропередач, связи и т. п.;
• гибель скота и урожая сельскохозяйственных культур;
• уничтожение и порча сырья, топлива, продуктов питания, кормов, удобрений и т. п.;
• затраты на временную эвакуацию населения и материальных ценностей;
• смыв плодородного слоя почвы и занесение почвы песком и илом.

 К косвенному ущербу относятся:

• затраты на приобретение и доставку в пострадавшие районы продуктов питания, строительных материалов, кормов для скота;
• сокращение выработки продукции и замедление темпов развития отраслей хозяйствования;
• ухудшение условий жизни населения;
• невозможность рационального использования территории;
• увеличение амортизационных расходов на содержание зданий в нормальном состоянии.

 Прямой и косвенный ущерб обычно находятся в соотношении 70 и 30%.

Характеристики последствий наводнений

Основные характеристики последствий наводнений следующие:

• численность населения, оказавшегося в зоне, подверженной наводнениям (здесь выделяются: количество жертв, количество пострадавших, количество населения, оставшегося без крова, и т.п.);

• количество населенных пунктов, попавших в зону, охваченную наводнением (здесь выделяются города, поселки городского типа, сельские населенные пункты, полностью затопленные, частично затопленные, попавшие в зону подтопления);

• количество объектов различных отраслей экономики, оказавшихся в зоне, наводнения;

• протяженность железных и автомобильных дорог, линий электропередачи, линий коммуникаций и связи, оказавшихся в зоне затопления;

• количество мостов и тоннелей, затопленных, разрушенных и поврежденных в результате наводнения;

• количество жилых домов, затопленных, разрушенных и поврежденных в результате наводнения;

• площадь сельскохозяйственных угодий, охваченных наводнением;

• количество погибших сельскохозяйственных животных и др.

Обобщенные характеристики последствий: величины ущерба, наносимого наводнением.

Основными особенностями обстановки, возникающей при наводнениях, являются: разрушительный характер чрезвычайной ситуации, быстрое нарастание параметров поражающих факторов, ограниченные сроки выживания пострадавших, оказавшихся под их воздействием; сложность доступа к пострадавшим, необходимость применения для этого специальных плавучих средств, а также сложные погодные условия (проливные дожди, ледоход, сели и т. п.).

Основным поражающим фактором наводнений является поток воды.

При наводнении возможно возникновение вторичных поражающих факторов: пожаров (вследствие обрывов и короткого замыкания электрических кабелей и проводов); обрушения зданий, сооружений (под воздействием водного потока и вследствие размыва основания); заболеваний людей и сельскохозяйственных животных (вследствие загрязнения питьевой воды и продуктов питания) и др.

Заключение

Наводнение - значительно более распространенное стихийное бедствие по сравнению с другими экстремальными природными событиями.

Жертвы среди населения - наиболее трагический и, безусловно, легче всего выделяемый прямой результат наводнения.

В сельских районах особенно велики убытки вследствие гибели сельскохозяйственных животных и затопления земельных угодий, сопровождающегося эрозией почв и уничтожением посевов.

Вода повреждает сельскохозяйственный инвентарь, семена, удобрения, корма, хранящиеся в складских помещениях, выводит из строя ирригационные системы и другие источники водоснабжения, разрушает дороги.

Наводнения наносят ущерб городскому имуществу, включающему постройки всех типов, инженерные сооружения и коммуникации, транспорт, речное хозяйство.

Косвенные убытки обычно связывают с последствиями для здоровья людей и общего благосостояния, хотя при этом следует учитывать и такие ценности, как живописность ландшафта, рекреационные возможности и сохранение уголков девственной природы.

Нормальная деятельность медико-санитарных служб весьма осложняется вследствие повреждения транспортных средств и инженерных сетей, особенно водопровода.

В результате наводнения возникает опасность заражения и загрязнения местности, вспышек эпизоотии, что может приводить к увеличению заболеваемости населения.

Список литературы

1. Безопасность жизнедеятельности. Конспект лекций. Ч. 2/ П.Г. Белов, А.Ф. Козьяков. С.В. Белов и др.; Под ред. С.В. Белова. –М.: ВАСОТ. 1993.
2. Безопасность жизнедеятельности/ Н.Г. Занько. Г.А. Корсаков, К. Р. Малаян и др. Под ред. О.Н. Русака. – С.-П.: Изд-во Петербургской лесотехнической академии, 1996.
3. Белов С.В., Морозова Л.Л., Сивков В.П. Безопасность жизнедеятельности. Ч. 1.–-М. ВАСОТ, 1992
4. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности – наука о выживании в техносфере – М.: ВИНИТИ, Обзорная информация. Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях, 1996. вып. 1.