Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях природного характера. Учебное пособие Санкт Петербург 2016
 Скачать 2.22 Mb.
|
|
Тема 5. Морские гидрометеорологические опасные явления К морским гидрометеорологическим опасным явлениям относятся цунами, тайфуны и обледенение судов. Критерии отнесения к морским гидрометеорологическим ЧС: - число погибших – 2 и более человек, - число госпитализированных – 4 и более человек, - прямой материальный ущерб гражданам – 100 МРОТ и более, - прямой материальный ущерб организации – 500 МРОТ и более, Цунами. К наиболее опасным морским гидрометеорологическим явлениям природного происхождения относятся цунами, что в переводе с японского означает «высокая волна» или «длинная волна». Цунами представляют огромные морские волны очень большой длины, возникающие в результате сдвига вверх или вниз протяженных участков дна океанов (рис. 5.1). 80% всех цунами наблюдаются в Тихом океане, значительные цунами - в Индийском океане вблизи Индонезии. Цунами опасными районами России считаются на Дальнем Востоке побережья Курило-Камчатского желоба и Приморского края. Основными причинами возникновения цунами считаются подводные землетрясения, вулканические извержения, оползни, падение крупных небесных тел в океаны. Подводные землетрясения – около 85% всех цунами. При подводном землетрясении образуется вертикальная подвижка дна – часть дна опускается, а часть приподнимается. Поверхность воды приходит в колебательное движение по вертикали, стремясь вернуться к среднему уровню воды, и порождают серию волн. Рис. 5.1. Цунами 49 Подводные вулканические извержения – около 5% всех цунами. При извержении подводного вулкана образуются сильные подводные вулканические взрывы, также вода заполняет образовавшиеся полости извергнутого материала, иногда в воду опускаются целые острова, в результате чего образуется сильная волна. Подводные оползни – около 7% всех цунами. Иногда землетрясения могут вызвать образование оползней надводного и подводного грунтов (например, обрушение с высоты 1100 м на Аляске массы льда и горных пород в воду). Особенно опасны районы морей и океанов, где велико шельфовое осадконакопление. Намного чаще происходят подводные оползни в дельтах рек. Оползни могут вызвать локальные волны высотой до 20 м, но они распространяются на небольшие расстояния. Падение крупных небесных тел в океаны. Небесные тела падают в воду с огромной скоростью (десятки км\с), масса небесных тел может достигать огромных величин, а также они имеют колоссальную кинетическую энергию, которая передается воде, вызывая большие волны. Интенсивность цунами связана с силой землетрясений (табл. 5.1) и оценивается по 6-ти бальной шкале. Таблица 5.1 Шкала интенсивность цунами Интенсивность цунами Характеристика цунами 1 балл. Очень слабое цунами Волна регистрируется только мореографами 2 балла. Слабое цунами Замечают лишь специалисты. Может затопить плоское побережье 3 балла. Среднее цунами Отмечается всеми. Плоское побережье затоплено. Легкие суда могут быть выброшены на берег. Портовые сооружения подвергаются слабым разрушениям 4 балла. Сильное цунами Побережье затоплено. Прибрежные постройки повреждены. Крупные парусные и небольшие моторные суда выброшены на сушу, а затем смыты в море. Берега засорены песком, илом, обломками камней, деревьев, мусора. Возможны человеческие жертвы 5 баллов. Очень сильное цунами Приморские территории затоплены. Крупные суда выброшены на берег. Ущерб велик и во внутренних частях побережья. Здания и сооружения имеют разрушения различной 50 Интенсивность цунами Характеристика цунами степени сложности в зависимости от удаленности от берега. Все кругом усеяно обломками. Имеются человеческие жертвы 6 баллов. Катастрофическое цунами Полное опустошение побережья и приморских территорий. Суша затоплена на значительное расстояние вглубь от берега моря В открытом океане волны цунами распространяются со скоростью пропорциональной глубине океана. При средней глубине океанов 4000м скорость распространения волны достигает 50 до 1000км\час. В океане далеко от берега волны редко превышают высоту 5м, а длина волны (расстояние между гребнями) от 5 до 1500км и, поэтому, такие волны не опасны для судоходства. При подходе волн на мелководье к берегу скорость и длина волны уменьшается, а высота увеличивается. Высокие волны до 30-50м (иногда до 70м) образуются у крутых берегов и в клинообразных бухтах. Подход цунами к берегу сопровождается отливом, которому могут предшествовать коротко периодичные колебания уровня воды малой амплитуды, называемые предвестниками. Отлив может длиться от нескольких минут до получаса, обнажая морское дно на сотни метров, а иногда и несколько километров. Чем дальше отступает вода от берега, тем выше ожидается волна цунами, которая обрушится на берег. Движение волн цунами сопровождается громоподобными звуками, которые слышны до подхода волны. Распространение цунами вглубь побережья определяются рельефом местности. Иногда волны набегают на берег на расстояние до 1км и редко на расстояния до 2-3км и более (рис. 5.2). Цунами проявляются как серия волн, так как волны длинные, то между приходом очередной волны может пройти больше 1 часа. Поэтому, после набегания высокой волны опасно возвращаться к берегу, а стоит выждать несколько часов пока море не успокоится. Рис.5.2. Примеры подход цунами к прибрежному городу 51 Признаком приближающегося цунами может быть изменение обычного поведения животных, которые заранее чувствуют приближение опасности и стремятся переместиться на возвышенные места. Правила безопасности при цунами. Если Вы ощутили колебания почвы (землетрясение) или услышали сигнал оповещения о приближающимся цунами немедленно покиньте берег. Никогда не спускайтесь к морю, чтобы посмотреть на обнажившееся дно или посмотреть на цунами. Когда увидите приближающуюся волну, спасаться будет уже поздно. Находясь в помещении, немедленно покиньте его, предварительно отключив свет, газ, и переместитесь в безопасное место – возвышенность высотой более 30-40 м над уровнем моря или удалиться от берега на расстояние более 2-3км. Крайняя мера (если не успеваете выйти в безопасное место) подняться как можно выше в здании, надежно закрыть окна и двери. Расположиться в безопасных зонах – у капитальных внутренних стен, у колонн, в углах, образованных капитальными стенами, подальше от предметов которые могут упасть. Если вы оказались на улице постарайтесь забраться на дерево, привязаться к дереву или другому прочному плавающему в воде предмету. Если Вы едите в автомобиле, следуйте в безопасном направлении от берега. Оказавшись в воде – освободитесь от обуви и намокшей одежды, зацепитесь за плавающие в воде предметы и постарайтесь выбраться из вода в период между волнами. Судам, находящимся в прибрежных водах или стоящих на якоре необходимо немедленно выйти в открытое море подальше от берега (бухты). После окончания цунами – входя в дом, проверьте его прочность, сохранность окон, дверей, убедитесь, что нет трещин в стенах и перекрытиях, подмыва фундамента. Проверьте наличие протечек газа в помещениях и состояние электропроводки. Для освещения пользуйтесь только фонарями (запрещается использовать открытый огонь – спички, зажигалки и др.). Тайфун. Тайфун (от китайского «большой ветер») - местное название тропических циклонов штормовой и ураганной силы в Юго-Восточной Азии и на Дальнем Востоке. Тайфун представляет собой мощный атмосферный вихрь с пониженным давлением до 650 мм рт.ст в центральной части. Из-за 52 больших изменений давления внутри тайфуна скорость ветра достигает огромных значений (около 400км\час). В тайфуне наблюдается интенсивный подъем воздуха и образование мощных куче-дождевых облаков, из которых выпадает огромное количество осадков. К берегам российского Дальнего Востока тайфуны относит, как правило, после того, как их основной удар принимают на себя Корея, Япония и др. Наиболее подвержены тайфунам Курильские острова, Сахалин, Камчатский и Приморский края. Тайфуны обычно бывают невелики по площади (100-300км в поперечнике). Повторяемость тайфунов больше, чем тропических циклонов в любом другом районе земного шара. В среднем в год бывает около 30 тайфунов, большая часть которых развивается до стадии урагана (скорость ветра свыше 30м/сек), остальные достигают стадии тропического шторма (рис.5.3 и 5.4). Зона активности тайфунов, на которую приходится третья часть общего числа тропических циклонов на Земле, заключена между побережьем Восточной Азии на западе, экватором на юге и линией перемены даты на востоке. Большая часть тайфунов (70%) формируется с мая по ноябрь, иногда и в другие месяцы. Скорость перемещения тайфунов составляет от 10 до 50км\час. Рис. 5.3. Географическая схема распространения тайфунов в 1980-2011 гг. 53 Рис. 5.4. Схема распространения тайфунов в 1980-2011 гг. на карте Тайфуны вызывают сильное волнение на море, им сопутствует выпадение огромного (до несколько сотен мм) количества осадков. В прибрежных районах Восточной Азии тайфуны часто приводят к разрушениям, наводнениям, нагонам морских волн и др. катастрофическим последствиям. Размер «глаза» (область в центре тайфуна) не остается постоянным. В момент зарождения тайфуна он очень мал - диаметром около 6-7км. Но по мере развития урагана размер его «глаза» увеличивается до 70 и более км. Причины возникновения тайфуна. На основании многолетнего изучения и обобщения метеорологических сводок есть две причины для появления тайфуна. Одна из них (называют - «внутренней») - наличие воздушных масс, насыщенных неравномерно распределенной влагой. Вторая, или «внешняя», - это движение самих масс воздуха. Основными источниками энергии тропического циклона – тайфуна - является освобождаемое скрытое тепло масс влажного воздуха при его конденсации. Это тепло, нагревая слои воздуха, увеличивает скорость восходящих потоков. А на их место и одновременно на место поднявшихся слоев втягиваются нижние слои соседних зон. Из всей громадной энергии освобожденного скрытого тепла лишь 15-20% переходит в энергию 54 движения. Толчком к этому переходу одного вида энергии в другой служат холодные потоки воздуха. Но, конечно, образование тайфуна - явление настолько сложное, что для полного выяснения его физической сущности необходимы дальнейшие, очень подробные и детальные наблюдения и исследования ученых самых разных специальностей: физиков, метеорологов, климатологов, гидрологов и синоптиков. Правила безопасности при тайфуне. Самое лучшее укрытие при тайфуне – в помещении. Если вы оказались на улице старайтесь держаться подальше от вывесок магазинов, крыш домов, мусорных баков и др. при сильных порывах ветра можно упасть и получить травмы. Ни в коем случае не ездить на велосипеде – его сносит ветром значительно сильнее, чем человека. Добравшись до дома необходимо согреться, сменить мокрую одежду, принять профилактические меры от простуды. Обледенение судов. Обледенение судов представляет собой нарастание слоя льда на корпусе судна, судовых устройствах, надстройках, палубном грузе, шлюпках и мачтах судна. Наиболее сильное обледенение судов наблюдается в районе Северной Атлантики (Баренцево и Норвежское моря), в северной части Тихого океана (Берингово, Охотское и Японские моря) (рис.5.5). Рис.5.5. Обледенение судна Основной причиной возникновения обледенения является забрызгивание и заливание судна при отрицательных температурах воздуха 55 во время шторма. Реже обледенение вызывается снегопадом, оседанием на судовых конструкциях капель дождя, тумана, парения моря при резких температурных перепадах. Забрызгивание характеризуется тем, что от поверхности моря вследствие механического воздействия (удар волны о судно, срыв гребней волны ветром и др.) отделяется масса воды, которая некоторое время находится в воздухе, подвергается охлаждению и попадает на судовые конструкции. В момент удара судна о волну поднимается пелена воды высотой до 1,5 – 2,5 м, а на высоту 3 – 4 м и более попадают брызги. Пелена обрушиваясь на носовую часть судна смачивает (заливает) его, основная часть скатывается обратно в море, тонкий слой постепенно замерзает на палубе. Брызги залетают выше и дальше, успевают охладиться в воздухе и покрывают слоем льда постройки и элементы судна быстрее палубы. В начальной стадии обледенения судно подвержено в большей степени забрызгиванию, а при значительном обледенении преобладает заливаемость. Основные факторы, влияющие на степень забрызгивания – посадка судна, его скорость и курсовой угол к направлению бега волны. С увеличением скорости судна время получения ледовой нагрузки сокращается. Наиболее интенсивное забрызгивание наблюдается при курсовых углах 15-35 0 к направлению бега волны. С уменьшением этого угла забрызгивание уменьшается. Обледенение судна различается медленное, быстрое и очень быстрое. Медленное обледенение происходит при любой скорости ветра и температуре воздуха от -1 0 С до -3 0 С при забрызгивании, осадках, тумане, парении моря, а также при скорости ветра до 9м\с и температуре воздуха - 4 0 С и ниже. Быстрое обледенение происходит при скорости ветра от 10 до 15 м\с и температуре воздуха от -4 0 С до -8 0 С. Очень быстрое обледенение при скорости ветра от 10 до 15 м\с и температуре воздуха от -9 0 С и ниже, а также при скорости ветра более 16 м\с и температуре воздуха от -4 0 С и ниже. Быстрым и очень быстрым обледенением судна считается образование толщины льда 0,7 см\час и более. По мере увеличения степени обледенения судна интенсивность обледенения увеличивается. В процессе обледенения (масса судна увеличивается) увеличивается осадка судна. Обледенению подвергаются высокорасположенные конструкции судна, повышается центр тяжести судна, что приводит к ухудшению устойчивости. За счет покрытия надводной части судна льдом увеличивается площадь парусности и возрастает кренящий момент от 56 действия ветра. Лед быстрее нарастает на подветренной стороне судна (противоположная той, на которую дует ветер), появляется постоянный крен судна. В результате ухудшается управляемость судна и снижается его скорость. Борьба с обледенением. Судна должны быть снабжены инвентарем для борьбы с обледенением – ломами, топорами, пешнями, скребками, стальными лопатами и др. Для борьбы с обледенением также используются пневморубочный инструмент, пар, горячая вода, вода под давлением, антифризы (крепкий раствор поваренной соли с ингибиторами), противообледенительная смесь, каменная соль, жиры, пасты и др. В первую очередь освобождают ото льда радиоантенны, ходовые огни, спасательные средства, такелаж, двери и стены надстроек и рубок, якорные клюзы. Очистку ото льда начинают с наиболее высоко расположенных конструкций (мостиков, рубок), так как их обледенение наиболее сказывается на устойчивости судна. При возникновении несимметричного обледенения скалывают лед в первую очередь на стороне пониженного борта. При работе на палубе каждый член экипажа должен иметь предохранительный пояс со страховочным концом не менее 30 м, надежно закрепленным на судовых конструкциях. Работа по сколке льда изнурительная и может продолжаться несколько суток подряд. Поэтому в расписании на работу должны предусмотрены жесткие нормы труда (2-3 часа) с последующим отдыхом и усиленным питанием для восстановления сил. Если экипаж не в состоянии справиться с обледенением, то судно выводится из зоны обледенения – подветренные кромки ледяных полей, районы теплых течений, защищенный от ветра район береговой полосы. Контрольные вопросы: 1.Цунами. Основными причинами возникновения цунами. 2. Классификация цунами по интенсивности подводного землетрясения. 3. Правила безопасности населения при надвигающемся цунами. 4. Тайфун. Основными причинами возникновения тайфунов. 5. Правила безопасности населения при надвигающемся тайфуне. 6. Обледенение судов. Основными причинами возникновения обледенения судов. 7. Классификация обледенения судов. 8. Борьба с обледенением судов. 57 Тема 6. Гидрологические опасные явления К гидрологическим опасным явлениям относятся наводнения, половодья и дождевые паводки, ветровые нагоны и заторы. Наводнения Наводнение - это временное затопление обширной местности водой в результате подъема ее уровня в реке, озере и море. Они являются следствием сильных ливней, интенсивного таяния снега (ледников), разрушения дамб и плотин, ветровых нагонов воды со стороны моря в устья рек, а также цунами и т.д. По опасности возникновения наводнений регионы России различны. Наводнения происходят практически ежегодно то в одном, то в другом регионе. Наиболее велико негативное влияние наводнений в бассейнах рек Нева (г. Санкт-Петербург, подъем воды до 4 м), Преголь (г. Калининград, до 2 м), Дон (г. Азов, до 3 м), Амура, Уссури, Северной Двины (г. Архангельск, до 2 м), рек Сибири (до 2 м), рек Северного Кавказа, на озерах Байкал, Белое, Чудское, Ильмень, Онежское (подъем воды от 05 до 1,5 м), побережья Азовского, Каспийского и Черного морей (до 2,5 м) Основным характеристическим критерием наводнения является максимальный уровень воды за время его действия. Существенной характеристикой наводнения является также повторяемость величины максимального уровня воды, определяемой числом лет. Другими важными характеристиками являются площадь затопления, продолжительность затопления, скорость течения воды, скорость подъема воды и т.д. Для прогнозирования наводнений используются гидрологический прогноз - то есть научное обоснованное предсказание развития, масштаба и характера наводнения. К поражающим факторам, связанным с наводнениями, относятся: - быстрый подъем воды и резкое увеличение скорости течения, приводящее к затоплению территории, гибели людей и скота, уничтожению имущества, сырья, продовольствия, посевов, огородов и др.; - низкая температура воды, пребывание людей в которой приводит к заболеваниям и гибели; - снижение прочности и срока службы жилых и производственных зданий и сооружений; - смыв плодородной почвы и заиливание посевов. 58 Наводнения приносят прямой и косвенный ущерб. К прямому ущербу относятся гибель, переохлаждение и травмы людей, повреждения и разрушения жилых и производственных зданий, дорог, линий электропередач, гибель скота и урожая, уничтожение и порча сырья, топлива, продовольствия, кормов и удобрений, затраты на проведение временной эвакуации населения, уничтожение плодородного слоя почвы и др. При этом гибель людей может являться следствием утопления, тяжелых травм и переохлаждения. Переохлаждение может стать причиной многих заболеваний (табл. 6.1), травмы могут наноситься тяжелыми плавающими предметами и возникнуть в результате ударов о преграды при движении в быстром потоке. Таблица 6.1 Допустимое время пребывания человека в воде Температура воды +25 0 С от +10 0 С до +15 0 С от +2 0 С до +3 0 С менее +2 0 С Время пребывания в воде 7–9 часов 3,5–4,5 часа 10–15 минут 5–8 минут Потеря сознания 12 часов 5–6 часов 15 минут Наступление смерти более 15 часов 6–8 часов 15–25 минут Видами косвенного ущерба являются затраты на приобретение и доставку в районы бедствия продуктов питания, кормов и необходимых материальных средств, сокращение выработки продукции, вследствие затопления предприятий, ухудшение жизни населения, невозможности использования затопленных территорий и др. Многолетний опыт свидетельствует о том, что ущерб от наводнений существенно уменьшится при наличии заблаговременного прогноза. Классификация наводнений. По заблаговременноcти прогнозы делятся на краткосрочные - 10-12 суток, долгосрочные - от 10-12 суток до 3 месяцев, сверхдолгосрочные - более 3-х месяцев. По площади затопления они могут быть локальные (отдельные участки реки) и территориальные (обширные территории). По продолжительности наводнения бывают кратковременные (от несколько часов до 1-2 недель) и длительные (более 2 недель). В зависимости от причин возникновения наводнения подразделяются на четыре группы: 59 - наводнения, связанные с максимальным стоком от весеннего таяния снега. Они отличаются значительным и довольно длительным подъемом уровня воды в реке и называются половодьем; - наводнения, формируемые интенсивными дождями. Они характеризуются интенсивными, сравнительно кратковременными подъемами уровнями воды и называются паводками; - наводнения, вызванные в основном большим сопротивлением, которое водный поток встречает на реке. Происходит такое большей частью в начале или в конце зимы при зажорах и заторах льда; - наводнения, создаваемые ветровыми нагонами воды на крупных озерах и водохранилищах, а также в морских устьях рек; - наводнения, связанные с прорывом плотин (но они больше относятся к ЧС техногенного характера). По размерам и масштабам убытка наводненияделятся на четыре группы: 1. Низкие (малые, небольшие) – наблюдаются в основном на равнинных реках и имеют повторяемость примерно раз в 5-10 лет. Характерны для малых рек и затапливается при этом менее 10 % сельхозугодий, расположенных в низинных местах. Они наносят незначительный материальный ущерб и почти не нарушают ритма жизни населения. 2. Высокие (большие) – сопровождаются значительным затоплением, охватывают сравнительно большие территории, существенно нарушают хозяйственную деятельность и установленный ритм жизни. Иногда приходится временно эвакуировать население. Материальный и моральный ущерб значительный. Происходит один раз в 20-25 лет. 3. Выдающиеся – они охватывают целые речные бассейны. Парализуют хозяйственную деятельность, наносят большой материальный и моральный ущерб. Очень часто приходится прибегать к массовой эвакуации населения и материальных ценностей. Повторяются примерно один раз в 50-100 лет. 4. Катастрофические – вызывают затопления громадных территорий в пределах одной или нескольких речных систем. Хозяйственная деятельность полностью парализуется. Резко изменяется жизненный уклад населения. Материальный ущерб огромен. Сопровождается гибелью людей. Случаются один раз в 100-200 лет. Заторы и зажоры льда на реках. Затор - это скопление льда в русле, ограничивающее течение реки. В результате происходит подъем воды и ее разлив. Затор обычно образуется в конце зимы и в весенний период при вскрытии рек во время разрушения ледяного покрова. 60 В строении затора выделяются три характерных участка: замок - покрытый трещинами ледяной покров или перемычка из льда, заклинивших русло; собственно затор (голова затора) — многослойное скопление хаотически расположенных льдин, подвергшихся интенсивному торошению; хвост - примыкающее к затору однослойное скопление льда в зоне подпора. Длина головной части затора обычно превышает ширину реки в 3 - 5 раз. На этом участке скопление льда имеет максимальную толщину. Длина хвоста затора на крупных реках может достигать нескольких десятков километров. На средних реках общая длина затора может быть от одного до нескольких километров. Главной причиной образования затора является задержка процесса вскрытия льда на тех реках, где кромка ледяного покрова весной смещается сверху вниз по течению. При этом движущийся сверху раздробленный лед встречает на своем пути еще не нарушенный ледяной покров. Последовательность вскрытия реки сверху вниз по течению является необходимым, но недостаточным условием возникновения затора льда. Основное условие создается только тогда, когда поверхностная скорость течения воды при вскрытии довольно значительна (0,6 - 0,8 м/с и более). Различные русловые препятствия, как, например, крутые повороты, сужения, острова, изменение уклона поверхности от большего к меньшему, лишь усиливают процесс. Затор льда - явление кратковременное. Высокий уровень держится обычно от 0,5 до 1,5 суток. Бывали случаи и более длительного стояния, но они всегда связаны с похолоданием и сокращением стока воды. Места образования заторов льда можно разделить на постоянные и непостоянные. Постоянные места известны. Непостоянные — известны меньше. Большей частью это крутые повороты в сочетании с сужением русла. Зажор – это явление, сходное с затором льда. Однако, во-первых, затор состоит из скопления рыхлого льда, тогда как зажор есть скопление небольших льдин и шуги. Во – вторых, зажор наблюдается в начале зимы. Зажоры образуются на реках в период формирования ледяного покрова Необходимым условием образования является возникновение в русле внутриводного льда и его вовлечение под кромку ледяного покрова. Решающее значение при этом имеет поверхностная скорость течения (более 0,4 м/с), а также температура воздуха в период замерзания. Образованию зажоров способствуют острова, отмели, валуны, крутые повороты, сужение русла. Скопление шуги и другого рыхлого ледяного материала, образующегося на этих участках в результате непрерывного процесса образования внутри водяного льда и разрушения ледяного покрова, вызывает стеснение водного сечения, вследствие чего происходит 61 подъем воды выше по течению. Ниже — уровни понижаются. Образование сплошного покрова в месте образования зажора задерживается. Зажорные массы льда однородны по своему строению и располагаются непосредственно у кромки ледяного покрова и под ним. Здесь они имеют небольшую толщину. Длина зажорного участка может составлять от З до 5 величин ширины реки. Это примерно 3—5 км на средних и до 15 км на больших реках. Период подъема зажорного уровня несколько до З суток. Спад уровня обычно происходит за 10—15 суток. По частоте зажорных наводнений и величине подъема воды первенство принадлежит двум самым крупным озерным рекам — Ангаре и Неве. Главным критерием классификации заторов и зажоров является их мощность. Поэтому они подразделяются на катастрофически мощные, сильные, средние и слабые. Другой часто применяемой характеристикой заторов и зажоров служит повторяемость этих явлений. Здесь колебания весьма велики. В одних местах они повторяются через 2-5 лет, в других — значительно реже. Непосредственная опасность этих явлений заключается в том, что происходит резкий подъем воды и в значительных пределах. Вода выходит из берегов и затопляет прилегающую местность. Кроме того, опасность представляют и навалы льда на берегах высотой до 15 м, которые часто разрушает прибрежные сооружения. Зажорные явления приводят к более тяжелым последствиям, так как они случаются в начале, а иногда и в середине зимы и могут длиться до 1,5 месяцев. Разлившаяся вода замерзает на полях и в других местах, создавая сложные условия для ликвидации последствий такого стихийного бедствия. Ветровые нагоны. Ветровые нагоны – это подъем уровня воды, вызванный воздействием сильного и продолжительного ветра (скорость до 25 м\с и более) на водную поверхность. Такие явления случаются в морских устьях крупных рек, а также на больших озерах и водохранилищах. Ветровой нагон, так же как половодье, затор, зажор является стихийным бедствием, если уровень воды настолько высок, что происходит затопление городов и населенных пунктов, повреждение промышленных и транспортных объектов, посевов сельскохозяйственных культур. 62 Половодья и паводки. Половодьем называется ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон относительно длинное и существенное увеличение водоносности рек, сопровождающееся повышением уровня воды. Причиной половодья является возрастающий поток воды в речное русло, вызываемый весенним таянием снега на равнинах, таяния снегов и ледников в горах, выпадением обильных дождей во время летних муссонов. Весеннее половодье, вызываемое таянием снега, обычно начинается через несколько дней после того, как суточная температура воздуха станет положительной. В начале весеннего половодья уровень воды поднимается медленно, а затем, особенно на крупных реках, скорость подъема воды увеличивается до 0,3–0,5 м в сутки. Уровень воды на малых и средних равнинных реках во время весеннего половодья повышается обычно на 2-3 м, на крупных реках до 15- 20 м, а иногда и больше. При этом разлив реки может достигать до 10–30 км в ширину. На малых и средних равнинных реках весеннее половодье длиться 15- 20 дней, а на крупных реках – 2-3 месяца. Наибольший уровень подъема воды наступает обычно малых и средних равнинных реках через 3-5 дней, а на крупных через 20-30 дней. Спад половодья продолжается в 3-5 раз дольше, чем его подъем. Весеннее половодье, вызываемое вскрытием и освобождением рек от ледяного покрова, длиться на малых реках 3-5 дней, а на крупных – 10-15 дней. Паводки – это ежегодные, но обычно кратковременные подъемы воды в реках, вызываемые сильными дождями и ливнями. Они повторяются по несколько раз в год. Паводки происходят и зимой при кратковременных подъемах воды в реках, в результате оттепелей и зимних осадков (дождей). Объем паводка зависит от интенсивности и продолжительности дождя и ряда других факторов. Для паводков, вызываемых сильными ливнями, характерны небольшая продолжительность, высокий и резкий подъем и спад воды. Паводки, вызываемые длительными дождями, отличаются большой продолжительностью и плавным подъемом и спадом воды. Продолжительность паводков на малых и средних равнинных реках составляет 15-30 суток, на горных реках – значительно меньше. Скорость движения паводков колеблется от 3-5 км\час на равнинных реках до 15-45 км\час на горных реках. Высота половодий и паводков зависит от многих факторов, основные из которых – количество осадков, температура воздуха, особенности 63 строения речного бассейна (русла, долин и др.) и их пропускной способности и др. Наводнения Санкт-Петербурга. В Санкт-Петербурге за наводнение до 1982 года условно принимался подъем уровня воды в устье реки Невы на 150 см свыше ординара. Ординары - средний многолетний уровень, отметка которого установлена у Ленинградского Горного института (набережная лейтенанта Шмидта 45). С 1982 года при определении наводнения в Ленинграде перешли на Балтийскую систему, т.е. подъем воды относительно «О» Кронштадтского фудштока на 161 см и более. Наводнения в Санкт-Петербурге подразделяются на: - опасные – подъем воды от 161 до 210 см; - особо опасные – подъем воды от 211 до 299 см; - катастрофические – подъем воды от 300 см и выше. В результате затора возникает повышение уровня воды в верхнем течении Невы, что может привести к затоплению подвальных помещений через канализационную систему и по мере повышения уровня воды возможен выход воды на территорию Невского, Калининского, Красногвардейского, Центрального районов и города Колпино через канализационные люки и даже выход Невы из берегов и выбросы на набережные льда в зависимости от места затора (табл.6.2 и рис. 6.1)). Затопление объектов происходит (по данным института "Гидропроект"): при 0-150 см -21 объект, 150–200 см -40 объектов, 200–250 см -121 объектов, 250–300 см -365 объектов, 300–350 см -490 объектов, 350–400 см -543 объектов. Таблица 6.2 Затопление территории Санкт-Петербурга при наводнениях (по данным Главного управления МЧС России по Санкт-Петербургу) Подъем уровня воды относительно ординара Затапливаемые районы Санкт-Петербурга 200-250 см Петроградский - острова Каменный, Елагин, Крестовский, Петровский, Аптекарский, 64 Подъем уровня воды относительно ординара Затапливаемые районы Санкт-Петербурга Заячий, Кронверский, наб. Карповки и Аптекарская и др.; Приморский – ул. Савушкина, Кантемировская; Центральный – наб. р. Фонтанки и Лебяжьего канала, Дворцовая наб., Дворцовая пл, ул. Шпалерная, Караванная, Миллионная и др.; Адмиралтейский – наб. Адмиралтейская, Английская, Николаевская, р. Мойки, пл. Декабристов, Труда, ул. Галерная, Декабристов, Римского-Корсакова и др.; Васильевский – наб. Морская, Новосмоленская, Макарова, р. Смоленка, пл. Морской Славы, кладбища Лютеранское и Смоленское, пр. Малый, Кима, ул. Уральская, Наличная и др.; Красносельский – Петергофское шоссе, пр. Героев, ул. Доблести, маршала Казакова, маршала Захарова; Выборгский – наб. Выборгская от Кантемировского до Литейного моста и др.; Кронштадский- шоссе Кронштадское и Цитадельское, гавань Лесная и Петровская, пл. Решаля, пр. Ленина, ул. Урицкого, Володарского, К. Маркса, Восстания и др. 250-300 см Кроме вышеперечисленных: Петроградский – наб. р. Малой и Большой Невки, пр. Добролюбова и Малый, Дворец Спорта, ул. Толстого, Чапаева, Блохина, Яблочкова и др.; Приморский – Лахта, Старая Деревня, наб. р Черная речка, шоссе Ланское, железнодорожная магистраль и др.; Кронштадский – гавань Купеческая, ул. Широкая, Восстания, Лебедева, Градостроителей и др. 300 см и выше Кроме вышеперечисленных: Петроградский – весь район, Приморский – Удельный парк, гавань 65 Подъем уровня воды относительно ординара Затапливаемые районы Санкт-Петербурга Лахтинская, Приморское шоссе, пр. Авиаконструкторов, Камендантский, Лахтенский, Королева, ул. Новая, Гранитная, Ильюшина, Долгоозерная, Земледельческая и др.; Центральный – Марсово Поле, пл. Ломоносова, пр. Невский, ул. Садовая и др.; Адмиралтейский – канал Грибоедова, пр. Вознесенский, ул. Лоцмакнская и др.; Василеостровский – наб. Малой и Большой Невы, остров Декабристов, пр. Средний, Большой и др. (практически весь район); Красносельский – Южно-Приморский парк, Угольная гавань, пр. Ленинский, ул. Доблести, Чекистов и др.; Выборгский – ул. Вдоль Выборгской наб.; Кронштадский – весь район; Кировский – пр. Стачек, ул. Автовская, Зайцева, пер. Химический и др. За время существования Санкт-Петербурга официально было зарегистрировано 290 наводнений (подъем воды более 161 см Балтийской системы). Количество наводнений в течение года колебалось от 1 до 10. До недавнего времени серьезную опасность городу представляли подъемы уровня воды от 200 см и выше. За последние 287 лет их было 83, т.е. такие наводнения наблюдаются в среднем 1 раз в 3 - 4 года. Наводнения с уровнем выше 3-х метров наблюдались трижды: 1777 г -321 см (утро) (рис. 6.2); 1824 г - 421 см (14 часов) (рис. 6.3); 1924 г - 380 см (19 часов) (рис. 6.4). Большая часть наводнений (около 81%), в том числе и все катастрофические наводнения, происходили осенью и в начале зимы (сентябрь - декабрь месяцы). Подъем уровня воды в устье реки Невы можно разделить на три группы, в зависимости от причин, которые их обуславливают. 66 Рис. 6.1. Схема затопляемых территорий Санкт-Петербурга Рис. 6.2. Описание катастрофического наводнения в Санкт-Петербурге 1777 года 67 Рис. 6.3. Наводнение 7 ноября 1824 года Рис. 6.4. Наводнение 23 сентября 1924 года. Улица на Васильевском острове Санкт-Петербурга Первая причина подъема воды. Наводнения вызываются рядом факторов: возникающие на Балтике циклоны с преобладанием западных ветров вызывают подъём «медленной» нагонной волны Кельвина и движение её в направлении устья Невы, где она встречается с двигающимся во встречном направлении естественным течением реки. Подъём воды усиливается из-за мелководья и пологости дна в Невской 68 губе, а также сужающегося к дельте Финского залива. Чаще всего ветровые нагоны не превышают 100 см, однако при повышенном уровне ветровой нагон может достигнуть 140 - 161 см и более. Благоприятные условия для ветровых нагонов создаются в тех случаях, когда наряду с увеличением западной составляющей скорости ветра в восточной части Финского залива наблюдается значительное падение давления. Вторая причина подъема воды. Подъемы, вызванные сейшевыми колебаниями водных масс Балтийского моря. Сейшевые колебания уровня могут возникнуть в результате действия ветра, длительное время дующего над водной поверхностью в одном направлении. Благодаря этому происходит нагон воды у наветренного берега. С ослаблением или с прекращением ветра начинаются колебания уровней поверхности, имеющие сейщевый характер. Сейшевые подьемы уровня воды в устье реки Невы редко достигают или превышают 161 см. Третья причина подъема воды. Подъемы, вызванные длинной волной, возникающей над Балтийским морем и перемещающейся по Финскому заливу к его вершине. Длинные волны, формирующиеся над Балтийским морем и перемещающиеся по Финскому заливу к его вершине, создают наиболее опасные подъемы уровня воды в устье реки Невы. Все крупнейшие наводнения в Невской губе и в устье реки Невы имели отчетливо выраженный волновой характер. Наводнения в Санкт- Петербурге создают циклоны, перемещающие через Скандинавию и Балтийское море к востоку. Особенно опасны углубляющиеся циклоны, траектории которых проходят в направлении на Санкт-Петербург. Когда циклон находится над Балтийским морем, здесь происходит повышение уровня, образуется так называемая «волна высокой воды». Этому способствует как статический эффект (понижение атмосферного давления), так в особенности, динамический - система ветров, дующих от периферии циклона к его центральной части и сгоняющих сюда водные массы. После отхода циклона с Балтийского моря на Юг Финляндии, в Финский залив входит отчетливо выраженная длинная волна. Самый крупный в России проект по защите приморских территорий от наводнений осуществлен в Санкт-Петербурге – это «Комплекс защитных сооружений от наводнений» (рис. 6.5). Его цель – оградить город со стороны Финского залива от ежегодно повторяющихся нагонов, приносящих огромные беды. Дамба представляет собой каменно-земляную плотину высотой 6,5 м, шириной 36 м (6 полос автомобильного движения) и длиной 25,4 км, в том 69 числе по акватории 22,2 км. Она должна перекрыть залив в створе Ломоносов – Кронштадт – Горская и оборудована двумя судопропускными сооружениями, семьюдесятью водосбросами и отверстиями для обеспечения нормального водообмена между ограждаемой акваторией площадью 400км 2 и остальной частью залива общей длиной более 3 км. Стальные откатные ворота, большей частью времени открыты, а при получении предупреждения о приближающемся нагоне смогут полностью перекрыть водопропускные сооружения за 30 минут. Сама дамба высотой 8 м способна защитить город от подъема уровня воды до 5,4 м и должна обеспечить сохранение уровня воды в Невской губе при нагонном подъеме до 1,6 - 1,8 метра. Еще одной из причин наводнения может быть загорождение русла р. Невы в районе мостов Володарского или Финляндского (железнодорожного) льдом во время ледохода с Ладожского озера, следствием чего и является подъем уровня воды в р. Неве. Причиной повышения уровня воды в верхнем и среднем течении Невы также может быть вызван и зажорными явлениями, т.е. в начале зимы, когда лед на р. Неве встал, а с Ладожского озера идет шуга, то получается нагромождение льда и, следовательно, подъем уровня воды. За последние 150 лет, в течение которых ведутся регулярные наблюдения за водами реки, наводнений вследствие зажорных явлений не наблюдалось. Действия населения при угрозе и во время наводнений. Жители зон регулярно повторяющихся наводнений должны быть заранее проинформированы об опасности, обучены и подготовлены к действиям. Население оповещается о прогнозах через сеть радио- и телевещания. В сообщении указываются ожидаемое время, границы затапливаемой территории, порядок действия населения в том числе и эвакуации. Перед эвакуацией граждане должны выполнить следующие операции: - отключить газ, воду, электричество; - потушить огонь в печах отопления; - перенести на верхние этажи здания ценные предметы и вещи; - убрать в безопасные места хозяйственный и другой инвентарь; - забить (при необходимости) окна и двери первых этажей домов досками или фанерой. 70 Д 1 Д 2 Д 6 Д 7 Д 8 Д 9 В 1 Д 3 Д 4 Д 5 Д 10 Д 11 В 2 В 3 В 5 В 6 В 4 С 1 С 2 Горская ст. Бронка г. Ломоносов Северные ворота (речные суда) Рис. 6.5. Комплекс защитных сооружений Санкт – Петербурга от наводнений С – судопропускные сооружения, В – водопропускные сооружения, Д - дамбы 71 При получении сообщения о начале эвакуации граждане должны быстро собрать и взять с собой: - паспорт и другие необходимые документы, помещенные в непромокаемый пакет; - деньги и ценности; - медицинскую аптечку; - комплект верхней одежды и обуви по сезону; - постельное белье и туалетные принадлежности; - запас продуктов питания на 2-3 дня (вещи и продукты следует уложить в чемоданы или сумки). При внезапном наводнении необходимо как можно быстрее занять ближайшее безопасное место и быть готовым к организованной эвакуации по воде с помощью различных плавсредств или пешком по бродам. Принять меры, позволяющие спасателям своевременно обнаружить людей, отрезанных водой и нуждающихся в помощи. Для этого в светлое время суток на высоком месте вывешивается белое или цветное полотенце, а в ночное время подаются световые сигналы (фонарем, зажженной свечкой или керосиновой лампой и т.д.). До прибытия помощи, люди оказавшиеся в зоне затопления, должны оставаться на верхних этажах и крышах зданий, деревьях и других возвышенных местах. В безопасных местах следует находиться до тех пор, пока не спадет вода и не минует опасность наводнения. Для спасения людей применяются все имеющиеся плавсредства (катера, лодки, плоты, паромы с буксирами, вездеходы – амфибии и др.). Пострадавшим на воде должна быть оказана медицинская помощь. Людей, подобранных на поверхности воды, следует переодеть в сухую одежду, дать успокаивающее средство, а извлеченным из воды или со дна водоема без видимых признаков жизни – сделать искусственное дыхание. Обычно пребывание людей в зоне затопления длится до спада воды или прихода помощи со стороны спасателей, имеющих надежные средства для эвакуации в безопасный район. Самоэвакуация населения на незатопляемую территорию проводится в случае необходимости неотложной медицинской помощи пострадавшим, израсходования или отсутствия продуктов питания, угрозы ухудшения обстановки или при потере надежды на помощь со стороны. Для самоэвакуации по воде применяются личные лодки или катера, плоты из бревен и других подручных материалов. После спада воды следует остерегаться порванных и провисших электрических проводов. Информацию об этих повреждениях, а также о разрушении водопроводных, газовых или канализационных магистралей нужно немедленно сообщить в коммунальные службы и организации. Попавшие в воду продукты категорически запрещается применять в пищу до проверки представителями санитарной инспекции. Запасы питьевой воды перед употреблением должны быть проверены. Перед входом в дом или здание следует убедиться, что их конструкции не претерпели явных разрушений и не представляют опасности для осмотра. Прежде чем войти в помещение, необходимо в течение нескольких минут его проветрить, открыв входные окна и двери. При осмотре внутренних помещений не 72 рекомендуется применять спички или светильники в качестве источника света из-за возможного присутствия в воздухе газа, а использовать для этого электрические фонари на батарейках. До проверки специалистами состояния электрической сети нельзя пользоваться источниками электроэнергии. Просушивать здания следует открывая все двери и окна и одновременно убирая весь влажный мусор и избыточную влагу. Указанные основные правила поведения и порядок действия населения при наводнении позволяют существенно снизить возможный материальный ущерб и сохранить жизнь людей, подвергшихся опасным воздействиям водной стихии. Контрольные вопросы: 1.Наводнения. Классификация наводнений. 2. Поражающие факторы, связанные с наводнениями. 3. Заторы и зажоры льда на реках. Причины возникновения заторов и зажоров. 4. Половодья и паводки. Причины возникновения половодий и паводков. 5. Наводнения Санкт-Петербурга. Причины возникновения наводнений в Санкт-Петербурге. 6. Комплекс защитных сооружений от наводнений Санкт-Петербурга. 7. Действия населения при угрозе и во время наводнений. |