Наводнение

Содержание  

1 Введение

2  Понятие  наводнения. Типы наводнений.

3  Классификация  наводнений

4 Причины возникновения

5 Поражающие  факторы наводнения. Группы наводнений.

6  Меры по  защите от наводнений.

7 Мониторинг наводнений

8 Действие населения при наводнении

9  Список литературы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

Наводнения периодически наблюдаются на большинстве рек  нашей страны и занимают первое место  в ряду стихийных бедствий по повторяемости, площади распространения и суммарному среднему годовому материальному ущербу. 
В русских летописях найдены записи о наводнениях: в Х в. - 4, в XI б. - 2, в XII е. - 4, в XIII в. - 8, более всего в XVIII в. - 43. 
В 1128 году псковский летописец записал: "Быстъ вода в Новгороде велика в Волхове потопи люди и жита и хоромы снесе". 
О наводнении 1421 года сообщалось: "быстъ зима снежна велъми и много паде снегу и потом на весну быстъ вода велика и сильна зело... И в домах своих много людей истопоша и много зла сотворилось в Великом Новгороде". Были затоплены значительные части Пскова и Новгорода, снесло большой мост через Волхов, много церквей и монастырей, при этом погибло много старинных икон и книг. 
На территории России наводнения постоянно грозят почти 750 городам и нескольким тысячам других населенных пунктов. В исключительно многоводные годы (например, в 1926 и 1966 гг.) площадь затоплений составила до 150 тыс.км2, а в средние по затопляемости годы - до 60 тыс. км2 Для большинства городов России периодичность наводнений может составлять от 5 до 20 лет.  
Что же это за явление, каковы его причины и последствия для человека и среды его обитания? 
 

Понятие наводнения. Типы наводнений. 

 Наводне́ние — значительное затопление водой местности в результате подъёма уровня        воды в реке, озере или море, вызываемого различными причинами, приводящее к   нежелательным последствиям. 

Наводнением называют затопление водой значительной местности в результате подъема  уровня воды в реке, водохранилище, озере или море, вызванное обильным притоком воды в период снеготаяния или ливней, "ветровых"нагонов, при заторах, зажорах, прорывах плотин. 

В зависимости  от причин возникновения различаются  шесть основных типов наводнений. 

Половодье - периодически повторяющийся относительно продолжительный подъем уровня воды в реках, вызываемый обычно весенним таянием снега на равнинах или дождевыми осадками, а также весенне-летним таянием снега в горах; его следствием является затопление низких участков местности.  

Паводок - интенсивный периодический, сравнительно кратковременный подъем уровня воды в реке, вызываемый обильными дождями, ливнями, иногда быстрым таянием снега при зимних оттепелях.  

Затор - нагромождение льдин во время весеннего ледохода в сужениях и излучинах русла реки, стесняющее течение и вызывающее подъем уровня воды в месте скопления льда и некоторых участках выше него. 

Зажор - скопление рыхлого ледового материала во время ледостава (в начале зимы) в сужениях и излучинах русла реки, вызывающее подъем уровня воды на некоторых участках выше него. 

Ветровой нагон - подъем уровня воды, вызванный воздействием ветра на водную поверхность, случающийся обычно в морских устьях крупных рек, а также на наветренном берегу больших озер, водохранилищ и морей. 
Ипатьевская летопись сообщала в 1283 году (год спустя), что в "немцах" вышло море и затопило землю. Погибло 60 тыс. человек. Действительно, в 1282 г. в Голландии море прорвало уже тогда существовавшие заградительные сооружения и его воды, соединившись с оз. Флево, образовали обширный залив Зейлер-Зе. В течение XVI-XIX веков участки, отвоеванные у моря, неоднократно подвергались затоплению. 
В 1953 г. во время ветрового нагона и сильного шторма в Северном море дамбы и плотины в Голландии были опять прорваны и несколько крупных городов оказались затопленными. 
Ярким примером ветрового нагона стали регулярные наводнения в Петербурге, особенно в 1721, 1724, 1824, 1924 годах. 
Часто подъем воды при ветровом нагоне сочетается, как уже отмечалось, с прорывом дамб и плотин. 

Наводнения при  прорывах плотин - это интенсивный, обычно значительный подъем уровня воды в реке (водотоке), вызванный прорывом плотины, дамбы, или естественной природной преграды в горных районах при оползнях, обвалах горных пород, движении ледников и других экстремальных явлениях. 
Сравнительно редко происходят наводнения, вызванные подводными землетрясениями, извержениями подводных или островных вулканов. Они наблюдаются в основном, на побережьях морей и океанов, в районах активной сейсмической деятельности. 
 
 
 

Классификация наводнений 

Типизация наводнений:

1. ливневые (дождевые);
2. половодья (связанные с таянием снега и ледников);
3. зажорные и заторные (связанные с ледовыми явлениями);
4. завальные и прорывные;
5. нагонные (ветровые на побережьях морей);
6. цунамигенные (на побережьях от подводных землетрясений, извержений и прибрежных крупных обвалов).

Речные наводнения делят на следующие типы:

• низкие (небольшие или пойменные) — затапливается низкая пойма;
• средние — затапливаются высокие поймы, иногда заселенные или тех-ногенно обработанные (пашни, луга, огороды и др.);
• сильные или выдающиеся — затапливаются террасы с расположенными на них строениями, коммуникациями и др., часто требуется эвакуация населения, хотя бы частичная;
• катастрофические — существенно затапливаются огромные пространства, включая города и поселки; требуются аварийно-спасательные работы и массовая эвакуация населения.

Причины возникновения 

К естественным причинам наводнений относятся:

• а) Весенне-летнее таяние снегов и ледников на водосборных площадях. Такие наводнения поддаются прогнозированию по сезонам, а исходя из снегозапасов — ориентировочно также по высоте и продолжительности. Следует иметь в виду, что корреляция между снегозапасами и высотой половодья не так уж высока. При сравнительно небольших снегозапасах дружная весна может повлечь за собой большое половодье, как это было на р. Нижняя Тунгуска в 1955 г. (Нежиховский, 1988). Значение имеет также состояние подстилающих пород (промерзшие или нет), на которых располагается снежный покров. И наоборот, при больших снегозапасах, но не-пррмерзших почвах и растянутой весне, когда заморозки чередуются с оттепелями, Снег на водосборах в значительной мере «сгнивает», не давая стока. 
  При наводнениях от половодий наиболее правильно воздерживаться от освоения территорий, подверженных затоплению чаще чем 1 раз в 20-50 лет; можно создавать водохранилища выше по течению от затапливаемых зон в целях срезки пиков половодья. Однако при этом следует учитывать, что уменьшаются гидравлические сопротивления, приводящие к распластыванию половодной волны*; в зонах выклинивания подпора уровень будет расти постоянно во времени из-за отложения наносов, а также периодически повышаться при заторах льда во время весеннего вскрытия реки. В отдельных случаях следует идти на отселение людей и перенос хозяйственных объектов. Иногда может быть эффективной защита соответствующих территорий дамбами либо же временное отселение людей при высоких подъемах уровня воды (так, например, в низовьях Волги более 4-х веков существует районный центр г. Камызяк, пониженные части которого затапливаются даже средними по высоте половодьями (Раткович, Иванова, 1998); на эти периоды жители переезжают в постройки, расположенные на незатопляемых отметках). 
  Следует заметить, что обвалование территорий требует создания дренажа — во избежание подтопления, что обусловливает необходимость в систематических ремонтных работах и затратах энергии.
• б) Ливневые дожди. Здесь в смысле прогноза можно говорить лишь о паводкоо-пасном сезоне, а в порядке краткосрочного предупреждения — о календарных сроках, ориентировочно — о продолжительности и высоте ожидаемого повышения уровня. В климатических условиях России такие подъемы уровня широко распространены в муссонах Дальнего Востока, на юге-западе европейской территории страны, па реках Черноморского побережья Кавказа и др. Следует отметить особенность кавказских рек, высокие паводки на которых могут наблюдаться в любое время года. Меры минимизации ущерба здесь в целом аналогичны тем, о которых говорилось выше. В горных селеопасных районах паводки могут сопровождаться перемещением по речным долинам продуктов водной эрозии, а также донных отложений. Но селевые потоки являются самостоятельной проблемой, которую мы не рассматриваем.
• в) Ветровые нагоны воды; проявляются на побережьях водоемов и в низовьях рек, впадающих в эти водоемы. По срокам они не поддаются предвидению; в ряде случаев можно говорить о сезонах, когда нагоны в целом наблюдаются чаще и имеют большую высоту. В целом же речь может идти лишь о вероятностном описании высоты и продолжительности нагонных подъемов воды, которые могут очень сильно меняться по различным участкам побережья. Обработка опубликованных материалов по нагонам затруднена тем обстоятельством, что в справочных изданиях обычно приводятся данные по единственному за год наивысшему повышению уровня; в результате из обработки выпадают данные по высоким нагонам, которые оказались не самыми высокими в своем году. Следует отметить, что стохастика нагонов разработана не достаточно детально: уверенных представлений о типе распределения вероятностей еще не сложилось, как и о числовых параметрах, не поддающихся выборочной оценке. На побережьях окраинных морей приходится считаться с совместным проявлением нагонных и приливных подъемов уровня.
• г) Заторы при весеннем вскрытии ледового покрова. Вызываются нагромождениями льда с частичным или почти полным перекрытием живого сечения потока, что влечет за собой повышение уровня воды: на крупных реках, текущих с юга на север, высота заторных подъемов уровня может превосходить 10 м. Продолжительность заторных наводнений может изменяться в широком диапазоне — от нескольких часов до 10-15 суток. Бомбовые удары по скоплениям льда не всегда эффективны, и часто требуется своевременное краткосрочное отселение людей из зон возможною затопления. Следует отметить одну особенность мощных заторов: при прорывах затора мощные массы «срезают» осередки, небольшие острова, подрезают берега рек.
• д) Зажоры. В отличие от заторов образуются в начале зимы при формировании ледового покрова путем забивания подледного пространства шугой. Продолжительность периода формирования шуги связана со скоростью течения; горные реки иногда не замерзают всю зиму, являясь своего рода фабрикой шуги. Эффективным путем сокращения ледового материала, образующего ледовые зажоры, является создание на соответствующих участках подпорного режима для уменьшения скорости течения и образования ледостава, что прекращает формирование шуги.
• е) Отложение наносов при выходе рек с предгорных участков на равнинные с уменьшением скорости течения и транспортирующей способности потока; русло при этом растет, оказываясь выше окружающей местности и время от времени «сваливаясь» в сторону. Создание обваловывающих дамб для предупреждения таких свалов воды ведет к ускорению роста русла, поскольку полоса отложений наносов остается более узкой, чем при свале вод. Река может оказываться выше окружающей местности на 8-10 м, что делает задачу сохранения дамб сложной и усугубляет последствия прорыва дамб. Таково положение на Хуанхэ и, в более легкой степени, на Куре, Тереке. 
  Состав защитных мероприятий включает: облесение и террасирование водосборной площади для ослабления эрозионных процессов, питающих реку наносами, создание наносозадерживающих водохранилищ и регулирование стока, направленное на уменьшение скоростей течения и размывающего воздействия речного потока на защитные дамбы.
• ж) Колебания уровня бессточных водоемов в результате нарушений водного баланса под влиянием изменчивости его составляющих, как это имеет место, например, на Каспийском море, где амплитуда соответствующих долговременных колебаний уровня превышает 3 м. В этой ситуации следует воздерживаться от освоения территорий, подверженных даже редким затоплениям или подтоплениям. В противном случае возникает необходимость в защитных сооружениях и отселении людей. Так произошло на Каспийском море, где в процессе длительного 40-летнего понижения уровня с отметок ~26 м абс. до ~28,5 м абс. обсохли огромные площади (около 40 тыс. км2) только на взморье; кроме того, обсушки проявились вдоль гидрографической сети речных дельт, в первую очередь — в Волжской дельте. Началось «ползучее» освоение осушаемых земель. С началом подъема уровней в конце 70-х годов поселки и сельскохозяйственные угодья в пределах дельты стали подтапливаться и постепенно затопляться. Разумеется, не было однозначных результатов расчета по срокам и масштабам возможного затопления. Но не составляло секрета, что в процессе естественных колебаний уровня такой ход процесса не исключен. Правда, намечавшееся в широких масштабах развитие орошения волжскими водами ориентировало на большую вероятность снижения, а не роста уровня. Но планы орошения не были реализованы, а наступивший период повышенного речного притока к морю и пониженного испарения с его поверхности вызывали быстрый рост уровня моря с растянувшимся на много лет наводнением.

Несколько разновидностей наводнений вызывается антропогенными причинами, в том числе:

• а) Стеснение живого сечения потока вдольрусловыми дорогами, дамбами, мостовыми переходами, что уменьшает пропускную способность русла и повышает уровень воды. Все эти мероприятия при проектировании должны учитывать затраты от повышения уровня, а в отдельных случаях — предусматривать компенсационные мероприятия, например, по задержанию высоких вод водохранилищами.
• б) Нарушение естественного режима расходов и уровней воды, как это происходит на нижней Волге в результате сезонного регулирования стока вышележащими водохранилищами: потребность в зимней энергии заставила в 2-3 раза повысить расходы воды зимой, что при наличии ледяного покрова сопровождается ростом уровня воды (зимними наводнениями), зачастую выше отметок в половодье. Следует заметить, что в проектах гидроузлов такой режим не предусматривался и нужно ставить вопрос об уточнении правил эксплуатации водохранилищ Волжско-Камского каскада.
• в) Освоение территорий в нижних бьефах водохранилищ многолетнего регулирования стока. Так, ниже Цимлянского водохранилища на Н. Дону в большей части лет половодный сток аккумулируется и пойма может не заливаться десятками лег подряд, что толкает на ее освоение. Однако, при высоких половодьях их максимальные расходы практически не уменьшаются, что ведет к затоплению поймы и расположенных на ней объектов. Несмотря на то, что с момента заполнения Цимлянского водохранилища прошло более 40 лет, за это время не было ни одного высокого половодья. Пойма Нижнего Дона застроена здравницами, пионерскими лагерями; все это попадет под затопление при наступлении половодья повторяемостью 1% с колоссальными ущербами, а возможно и жертвами. Здесь единственная рекомендация сводится к запрету на освоение периодически затопляемых земель и переносу с них уже возведенных хозяйственных объектов (или, теоретически, к увеличению регулирующей емкости).
• г) Вопрос о влиянии сводки лесов на высоту половодий остается открытым и требует дальнейшего изучения. Так, по данным ИВП, длящаяся многими десятилетиями сводка лесов в бассейне р. Томи не привела к заметному изменению режима стока и высоты половодий.

С описанием  некоторых, менее распространенных, видов наводнений можно познакомиться  в (Нежиховский, 1988). Но уже из приведенного перечня видно, насколько разнообразны причины, обусловливающие наводнения. Следует подчеркнуть, что на конкретном водном объекте наводнения обычно вызываются несколькими причинами, а поэтому для определения расчетных характеристик возможного затопления следует осуществлять комплексный анализ и выполнять композицию законов распределения вероятностей, которые свойственны отдельным видам наводнений. Так, например, для Нижней Волги требуется композиция законов распределений, описывающих: многолетние балансовые колебания уровня Каспийского моря, сезонные балансовые, ветровые нагоны, а также подъем уровней от Волжских половодий, которые проявляются тем сильнее, чем дальше располагается расчетный створ от уреза моря (Раткавт, Иванова, 1998). Естественно, что в подобных случаях необходимо выявить корреляционные зависимости между высотой наводнений различного происхождения. 

Поражающие  факторы наводнения. Группы наводнений.

 
Основным поражающим фактором наводнения является поток воды, характеризующийся высокими уровнями, а при прорывах плотин и паводках - также значительными скоростями течения. Дополнительными поражающими факторами при заторах являются навалы больших масс льда и их давление на береговые сооружения, а также низкая температура воды. 

По повторяемости, размерам (масштабам) и наносимому суммарному ущербу наводнения делятся на четыре группы- низкие, высокие, выдающиеся и  катастрофические. Низкие (малые) наводнения наблюдаются в основном на равнинных  реках и имеют повторяемость примерно один раз в 5-10 лет; при их возникновении затопляются сельскохозяйственные угодья, расположенных в поймах. Эти наводнения наносят сравнительно небольшой материальный ущерб и почти не нарушают ритма жизни населения. 
Высокие наводнения сопровождаются значительным затоплением территорий и охватывают большие земельные участки речных долин и низин. Они существенно нарушают хозяйственный и бытовой уклад населения, вызывают необходимость частичной эвакуации людей и животных, наносят ощутимый материальный ущерб. Происходят один раз в 20-25 лет. 

Выдающиеся наводнения охватывают целые речные бассейны,' парализуют хозяйственную деятельность и нарушают бытовой уклад населения  на больших территориях, наносят  большой материальный ущерб. Они  обычно приводят к необходимости массовой эвакуации населения и материальных средств из зоны затопления и проведения специальных мер по защите наиболее важных хозяйственных объектов. Происходят один раз в 50-100 лет. 
При катастрофических наводнениях затапливаются значительные территории в пределах одной или нескольких речных систем. В зоне затопления полностью парализуется хозяйственная и производственная деятельность населения. Такие наводнения приводят к гибели людей и огромным материальным потерям. Они происходят один раз в 100-200 лет. 

Об одном из самых величайших из известных наводнений рассказывается в Книге Бытия. Здесь, по-видимому, в гиперболической форме  отражены события, произошедшие за 3000 лет до н.э. В то время река Евфрат затопила обширную территорию, включая город Ур, находившийся в южной части Месопотамии. Разрушения, причиненные рекой, были настолько сильными, что память о них передавалась из поколения в поколение и вошла в одну из книг Библии. 
Подъем уровня воды в реках, озерах или водохранилищах зависит от условий формирования стока воды при движении ее по поверхности суши или подземным путем в процессе круговорота воды в природе.