Прогнозирование и оценка обстановки при наводнениях

Под наводнением понимается затопление водой прилегающей к реке, озеру или водохранилищу местности, которое причиняет материальный ущерб, наносит урон здоровью населения или приводит к гибели людей. Затопление же водой местности, не сопровождающееся ущербом, есть разлив реки, озера или водохранилища.

Очевидно, что чем больше река, тем разнообразнее природные условия на ее территории. Среди многочисленных природных условий бассейна, помимо его площади и длины реки, важнейшее значение имеют заболоченность территории, лесистость, озерность, распаханность (т.е. доля площади бассейна в процентах, занятая соответственно, озерами, болотами, лесами, пашнями). Важнейшей характеристикой реки является ее водность, или сток воды, - объем воды, проходящий через поперечное сечение русла за определенный интервал времени (месяц, квартал, сезон, год). Объем стока в единицу времени называют расходом воды. Обычно расход воды обозначают буквой Q и измеряют в куб.м/с или л/с. Хронологический график изменения расхода воды называют гидрографом стока.

В режиме рек обычно выделяют половодье, паводок и межень. Под половодьем принято понимать ежегодно повторяющийся в один и тот же сезон значительный и довольно продолжительный подъем уровня воды в реке. Как правило, половодье вызывается таянием снега на равнинах и дождевыми осадками, и происходит это весной. В горных районах выделяют весенне-летнее половодье, связанное с таянием снега и ледников в высокогорных областях и выпадением осадков. Паводок - это интенсивный, сравнительно кратковременный подъем уровня воды, вызванный дождями и ливнями, иногда таянием снега при зимних оттепелях. Меженью называют период низкой водности рек, который устанавливается в зимний и летне-осенний сезоны, поэтому различают зимнюю и летне-осеннюю межень. В период половодий и паводков уровень воды в реках достигает наивысшего значения, которое называется максимальным уровнем воды в период половодья (или паводка). Данные о максимальных уровнях и расходах воды за год обобщаются, поскольку они имеют наибольшее значение при изучении наводнений и организации борьбы с ними. Именно максимальный уровень определяет площадь и глубину затоплений прибрежных территорий. Данные о максимальных уровнях воды используются при проектировании любых гидротехнических сооружений, а также жилых и хозяйственных объектов, расположенных в прибрежной зоне.

В зависимости от причин выделяются 4 группы наводнений.

· 1-я группа - наводнения, связанные в основном с максимальным стоком от весеннего таяния снега. Такие наводнения отличаются значительным довольно длительным подъемом уровня воды в реке и называются обычно половодьем.

· 2-я группа - наводнения, формируемые интенсивными дождями, иногда таянием снега при зимних оттепелях. Они характеризуются интенсивными, сравнительно кратковременными подъемами уровня воды и называются паводками.

· 3-я группа - наводнения, вызванные в основном большим сопротивлением, которое водный поток встречает в реке. Это обычно происходите начале и в конце зимы при зажорах и заторах льда.

· 4-я группа - наводнения, создаваемые ветровыми нагонами воды на крупных озерах и водохранилищах, а также в морских устьях рек.

Существует еще пятый вид наводнений - наводнения при прорыве плотин.

По размерам или масштабам и по наносимому суммарному ущербу наводнения делятся также на четыре группы.

· 1-я группа - низкие (малые) наводнения. Наблюдаются в основном на равнинных реках и имеют повторяемость примерно один раз в 5-10 лет. Затопляется при этом менее 10% сельскохозяйственных угодий, расположенных в низких местах. Эти наводнения наносят незначительный материальный ущерб и почти не нарушают ритма жизни населения.

· 2-я группа - высокие наводнения. Сопровождаются значительным затоплением, охватывают сравнительно большие участки речных долин и иногда существенно нарушают хозяйственный и бытовой уклад населения. В густонаселенных районах высокие наводнения нередко приводят к частичной эвакуации людей, наносят ощутимый материальный и моральный ущерб.

· 3-я группа - выдающиеся наводнения. Такие наводнения охватывают целые речные бассейны. Они парализуют хозяйственную деятельность и резко нарушают бытовой уклад населения, наносят большой материальный и моральный ущерб. Во время выдающихся наводнений обычно возникает необходимость массовой эвакуации населения и материальных ценностей из зоны затопления и защиты наиболее важных хозяйственных объектов. Выдающиеся наводнения повторяются примерно один раз в 50-100 лет. Затапливается при этом 50-70% сельскохозяйственных угодий - основные сенокосно-пастбищные угодья и половина пахотных земель поймы. Начинается затопление населенных пунктов.

· 4-я группа - катастрофические наводнения. Они вызывают затопления громадных территорий в пределах одной или нескольких речных систем. При этом в зоне затопления полностью парализована хозяйственная и производственная деятельность, временно изменяется жизненный уклад населения. Такие наводнения приводят к огромным материальным убыткам и гибели людей и случаются не чаще одного раза в 100-200 лет или еще реже. Затапливается более 70% сельскохозяйственных угодий, населенные пункты, промышленные предприятия и инженерные коммуникации.

Многочисленные реки, протекающие по обширной территории нашей страны, отличаются друг от друга различными условиями формирования стока воды. Сток воды - это количество воды, протекающей через замыкающий створ реки за какой-либо интервал времени.

Особенно опасные наводнения наблюдаются на реках дождевого и ледникового питания или при сочетании этих двух факторов.

Разливы воды, сопровождающиеся повышением ее уровня с затоплением прилегающих территорий, влекут за собой материальный ущерб, создают угрозу жизни и здоровью населения. Наводнения имеют место только на хозяйственно освоенных территориях, а значит, с освоением земель и развитием экономики их неблагоприятные последствия будут нарастать. Водные и около-водные экосистемы исторически приспособлены к наводнениям, хотя отдельные звенья их могут страдать от затопления и подтопления; в то же время для функционирования других, вероятно более многочисленных, звеньев экосистем наводнения полезны и необходимы.

Поданным ЮНЕСКО, за последнее столетие от наводнений погибло около 10 млн человек (для сравнения: от землетрясений и ураганов ~ 2 млн человек); убытки мировой экономики исчисляются десятками миллиардов долларов, достигая в некоторых странах 15% валового продукта.

К факторам, обусловливающим величины максимального уровня максимального расхода воды, для случая весеннего половодья, относятся следующие:

запас воды в снежном покрове перед начатом 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; озерность, заболоченность и лесистость бассейна (эти факторы в отличие от перечисленных способствуют уменьшению максимального расхода).

При определении основных характеристик половодий на горных реках, кроме вышеперечисленных факторов, необходимо учитывать вертикальную зональность климата, среднюю высоту водосбора, величины уклонов рек.

Из поражающих факторов наводнений выделяют: гидродинамический - в виде потока (течения) воды; гидрохимический - обусловливающий загрязнение гидросферы, почв, фунтов, а также ускорение процессов коррозии, гниения и других химических и микробиологических процессов.

К основным характеристикам последствий наводнения относятся:

численность населения, оказавшегося в зоне, подверженной наводнению (здесь можно выделить число жертв, количество раненых, количество населения, оставшегося без крова, и т.п.);

количество населенных пунктов, попавших в зону, охваченную наводнением (здесь можно выделить города, поселки городского типа, сельские населенные пункты, полностью затопленные, частично затопленные, попавшие в зону подтопления, и т.п.);

количество объектов различных отраслей народного хозяйства, оказавшихся в зоне, охваченной наводнением;

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

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

площадь сельскохозяйственных угодий, охваченных наводнением;

количество погибших сельскохозяйственных животных и т.п., а также такие обобщенные характеристики, как величины ущерба,

наносимого наводнением различным отраслям народного хозяйства.

Различают прямой и косвенный ущерб от наводнений.

К видам прямого ущерба, например, относятся: повреждение и разрушение жилых и производственных зданий, железных и автомобильных дорог, линий электропередач и связи, мелиоративных систем и пр.;

гибель скота и урожая сельскохозяйственных культур; уничтожение и порча сырья, топлива, продуктов питания, кормов, удобрений и пр.;

затраты на временную эвакуацию населения и материальных ценностей в незатопляемые места;

смыв плодородного слоя почвы и занесение почвы песком и илом.

Виды косвенного ущерба:

затраты на приобретение и доставку в пострадавшие районы продуктов питания, строительных материалов, кормов для скота;

сокращение выработки продукции и замедление темпов развития народного хозяйства;

ухудшение условий жизни населения; невозможность рационального использования территории; увеличение амортизационных расходов на содержание зданий в нормальном состоянии.

Часто косвенный ущерб превышает прямой.

Наводнения иногда сопровождаются пожарами - вследствие обрывов и короткого замыкания электрических кабелей и проводов. Здания, периодически попадающие в зону затопления, теряют капитальность:

повреждается гнилью дерево, отваливается штукатурка, выпадают кирпичи, подвергаются коррозии металлические конструкции и пр., а главное, из-за разжижения и размыва грунта под фундаментом происходит неравномерная осадка зданий и, как следствие, появляются трещины.

При подтоплении города из-за неравномерной осадки грунта происходят частые разрывы канализационных и водопроводных труб, электрических, телевизионных и телеграфных кабелей и т.п.

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