наводнения. Основные понятия и характеристики гидрологических опасных явлений
 Скачать 34.39 Kb.
|
|
Основные понятия и характеристики гидрологических опасных явлений. Описание гидрологических опасных явлений. Классификация наводнений и их характеристика. Превентивные мероприятия при угрозе затопления населённых пунктов и территорий. Действия населения при угрозе и возникновении наводнения. Методы прогноза наводнений и их характеристика. Цель прогнозирования и оценки последствий чрезвычайных ситуаций. Этапы прогнозирования чрезвычайных ситуаций. Какие основные показатели используются при прогнозе наводнений? Причины наводнений. Ливневые (дождевые) наводнения. Зажорные и заторные наводнения. Нагонные наводнения. Мероприятия по уменьшению последствий заторов и зажоров. Поведение людей при наводнениях. Разрушительное действие волны прорыва. Ответы №1 К опасным (стихийным) гидрологическим явлениям относятся различные быстропротекающие наводнения, сопровождающиеся высокими уровнями воды (при половодьях, паводках, заторах, нагонах) и медленные изменения уровня океана и бессточных озёр, превышающего величины особо опасных уровней воды для конкретных населенных пунктов и хоз.объектов. Наводнение – 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 подъёме уровня воды весной и от таяния снегов и осенью вследствие ливневых дождей, от скопления льда при ледоходах. Также затопления могут возникать в результате образования завалов или перемычек на реках во время землетрясений, горных обвалов. Занимают первое место в ряду стихийных бедствий, а по человеческим жертвам – второе место 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 своевременном определении времени и места подводного землетрясения или извержения подводного вулкана. 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, ратковременный подъем уровня воды. 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. Расходом воды называется количество воды (в м3), протекающей через замыкающий створ реки за секунду. 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, обусловливающим 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. Затор – загромождение русла реки льдом во время ледохода, на реках, текущих с юга на север. 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. 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. В строении затора выделяют три участка: замок затора – ледяной покров или перемычка из ледяных полей, заклинивших русло; голова затора – многослойное скопление хаотически расположенных льдин, подвергшихся интенсивному торошению, длина его превышает ширину реки в 3-5 раз; хвост затора – примыкающее к затору однослойное скопление льдин в зоне подпора; длина его на крупных реках может достигать нескольких десятков километров. Длина зажорного участка может составлять от 3 до 5 величин ширины реки (3-20 км и более). Максимальный заторный уровень, как правило, превышает уровень весеннего половодья. Период подъема – 0,5-1,5 сут., спада – до 15 сут. Максимальный зажорный уровень превышает уровень воды при ледоставе. Период подъема – 0,5-3 сут., спада – 10-15 сут. Классификация заторов и зажоров по мощности: Катастрофически мощные, у которых превышение максимального уровня составляет 5 м и более; сильные, с превышением максимального уровня 3-5 м; средние, с превышением максимального уровня 3 м и менее; слабые, для которых поправки в величины наивысших уровней воды не вводятся. №2 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.). №3
№4 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. 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. №5 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. №6 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 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. Критический (опасный) уровень – это уровень воды по ближайшему гидрологическому посту, с превышения которого начинается затопление данного населенного пункта. 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. №7 Цели прогнозирования – заблаговременное получение качественной и количественной информации о возможном времени и месте природных и техногенных ЧС, характере и степени связанных с ними опасностей для населения и территории и оценка возможных социально-экономических последствиях ЧС. №8 I этап – заблаговременное выявление и оценка обстановки по прогнозу, по максимально возможным значениям параметров поражающих факторов II этап – выявление и оценка обстановки по прогнозу после возникновения источника ЧС III этап – выявление и оценка фактической обстановки (по данным разведки) №9 Необходимо определить некоторые данные, такие как: – объем стока дождевых вод; – скорость движения волны; – максимальную ширину затопления; – максимальные глубину затопления и т.д. Опираясь на уже определенные данные, которые перечислены выше, можно построить график перемещения паводковой волны и установить гидрологические характеристики водного потока №10 Причинами наводнений могут послужить: штормовые приливы, сгонно-нагонные явления, а также оползни, перегораживающие русла рек. 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. №11 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. №12 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. 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. 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. 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. 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. №13 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. 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. В России основную угрозу на Дальнем Востоке создают экстремальные осадки, снегозаносы, ливневые наводнения, зона которых распространяется до Прибайкалья. №14 Для ликвидации опасности образования заторов и зажоров проводится спрямление, расчистка и углубление отдельных участков русла реки, а также разрушение льда взрывами за 10-15 дней до ее вскрытия. Наибольший эффект достигается при закладке зарядов под лед на глубину, в 2…5 раза превышающую его толщину. Тот же результат дает насыпание ледяного покрова молотым шлаком с добавкой соли (обычно за 15-25 дней до вскрытия реки) №15 Действия населения при резком подъёме воды — Как можно быстрее занять ближайшее безопасное возвышенное место (верхние этажи здания, крыша здания) и быть готовым к организованной эвакуации по воде с помощью различных плавсредств или пешим порядком по бродам; — не следует поддаваться панике. №16 Разрушительное действие волны прорыва заключается главным образом в большой кинетической энергии движущихся больших масс воды с высокой скоростью и таранного действия всего того, что перемещается вместе с водой (камни, доски, бревна, различные конструкции и т. Д.). Высота и скорость волны прорыва зависит от гидрологических и топографических условий реки. |