>>> Перейти на мобильный размер сайта >>>

Учебник спасателя

МЧС России

1.4.2. Наводнения

В ряду всех стихийных бедствий наводнения занимают лидирующее положение по числу повторов, охвату территорий и суммарному среднегодовому экономическому ущербу. По данным ЮНЕСКО, за последнее столетие от наводнений погибло примерно 9 млн. человек.

Наводнение — это временное затопление водой значительных участков суши в результате подъема уровня воды в реках, озерах, морях.

Основные причины наводнений — обильный и сосредоточенный приток воды при таянии снега и ледников, продолжительные ливни, ветровые нагоны воды в устье реки и на морское побережье, загромождение русла реки льдом или бревнами при сплаве леса (заторы), закупоривание русла реки внутренним льдом (зажоры), цунами, прорыв гидротехнических сооружений, оползни и обвалы в долинах водотоков, внезапный выход на поверхность обильных грунтовых вод.

Наводнения приводят к быстрому затоплению обширных территорий; при этом травмируются и гибнут люди, домашние и дикие животные, разрушаются или повреждаются жилые, промышленные, подсобные здания и сооружения, объекты коммунального хозяйства, дороги, линии электропередачи и связи. Гибнет урожай сельхозпродуктов, изменяются структура почвы и рельеф местности, прерывается хозяйственная деятельность, уничтожаются или портятся запасы сырья, топлива, продуктов питания, кормов, удобрений, строительных материалов. В ряде случаев наводнения приводят к оползням, обвалам, селевым потокам.

Прогнозировать наводнения можно, проводя гидрологический прогноз, который включает в себя исследования, направленные на научное обоснование характера и масштаба этого стихийного бедствия. Прогнозы могут быть локальными и территориальными, краткосрочными (10-12 суток), долгосрочными (до 3 недель) и сверхдолгосрочными (более 3 месяцев).

Масштабы и последствия наводнений зависят от их продолжительности, рельефа местности, времени года и погоды, характера почвенного слоя, скорости движения и высоты подъема воды, состава водного потока, степени застройки населенного пункта и плотности проживания населения, состояния гидротехнических и мелиоративных сооружений, точности прогноза и оперативности проведения ПСР в зоне затопления.

В зависимости от нанесенного материального ущерба и площади затопления наводнения бывают низкими, высокими, выдающимися, катастрофическими.

Низкие (малые) наводнения характерны для равнинных рек. Их периодичность — один раз в 10—15 лет. При этом заливается водой не более 10% земель, расположенных в низких местах. Как правило, низкие наводнения не связаны со значительными материальными потерями и человеческими жертвами.

Высокие (большие) наводнения приводят к затоплению больших площадей в долинах рек, что связано с необходимостью частичной эвакуации населения и материальных ценностей. Высокие наводнения происходят один раз в 20-25 лет и наносят значительный материальный и моральный ущерб, затапливая примерно 15% сельскохозяйственных угодий.

Выдающиеся наводнения характеризуются охватом целых речных бассейнов, нанесением большого материального и морального ущерба, нарушением хозяйственной деятельности в городах и сельских районах, необходимостью проведения массовых эвакуационных мероприятий из зоны затопления, защиты важных народнохозяйственных объектов. Выдающиеся наводнения повторяются один раз в 50-100 лет и затапливают до 70% сельхозугодий.

Катастрофические наводнения характеризуются затоплением обширных территорий в пределах одной или нескольких речных систем, временным прекращением производственно-хозяйственной деятельности, изменением жизненного уклада населения, огромными материальными убытками и человеческими жертвами. Катастрофические наводнения повторяются один раз в 100-200 лет и затапливают более 70% сельхозугодий, города, населенные пункты, промышленные предприятия, дороги, коммуникации.

Основными характеристиками наводнения являются уровень подъема, расход и объем воды, площадь затопления, продолжительность, скорость течения и подъема уровня воды, состав водного потока и некоторые другие.

• Уровень подъема воды — это показатель подъема воды относительно среднего многолетнего показателя уровня воды или нуля поста.
• Расход воды — количество воды, протекающее через поперечное сечение реки в секунду (м³/с).
• Объем воды — показатель количества воды, измеряемый в млн. м³.
• Площадь затопления — размеры территории, покрытой водой (км²).
• Продолжительность наводнения — время затопления территории.
• Скорость течения воды — скорость перемещения воды в единицу времени.
• Скорость подъема уровня воды — величина, характеризующая прирост уровня воды за определенный промежуток времени.
• Состав водного потока — перечень компонентов, находящихся в водном потоке.
• Критический уровень воды — уровень по ближайшему гидрологическому посту, с превышения которого начинается затопление территории.
• Карта затопления — крупномасштабная топографическая карта с указанием мест и масштабов затопления.

С древних времен наводнения воспринимаются человеком как самое страшное стихийное бедствие. Не случайно в религиях многих народов оно выступает «наказанием Господним». Достаточно вспомнить Библейский «Всемирный потоп». По всей вероятности, это связано с тем, что водная оболочка Земли (гидросфера) занимает 71% ее поверхности.

Наиболее часто наводнения происходят в результате разлива рек при обильном выпадении осадков и интенсивном таянии снега. Одно из первых подобных наводнений, которое было официально зарегистрировано, произошло на реке Темза в 48 г. Вызванный ливнями разлив реки привел к гибели 10 тысяч человек.

Одной из причин возникновения наводнений может стать ветровой нагон воды в устья и дельты рек. Совместные «усилия» волн, ветра, осадков приводят к затоплению прибрежных территорий, разрушению находящихся там сооружений, гибели посевов. После спада воды происходит проседание зданий, земли, засоление почвы. Такие наводнения называются нагонными.

Наводнение подобного типа было зарегистрировано 12-13 ноября 1970 г. в районе островов и прибрежной полосы Бенгальского залива (Бангладеш). Мощная нагонная волна высотой 10 м, вызванная ураганом, в течение нескольких десятков минут накрыла густонаселенные острова и значительную часть материкового побережья общей площадью в 20 тысяч км². По официальным данным, погибло около 500 тысяч человек, были разрушены 400 тысяч домов, под водой оказалось более 300 тысяч голов скота. Наводнение вызвало вспышку холеры и брюшного тифа. В целом пострадало более 10 млн. человек.

В России нагонные наводнения типичны для Санкт-Петербурга, населенных пунктов низовий рек Волги, Урала, Кубани.

Самое сильное нагонное наводнение в Петербурге было зарегистрировано в ноябре 1824 г. К 12 часам дня 7 ноября вода затопила 2/3 города, улицы представляли собой быстрые реки, а вода все прибывала. Нева представляла собой страшную неукротимую силу. Погибло более 3 тысяч человек. 23 сентября 1924 г. повернувшая вспять река Нева затопила город Ленинград. Под водой оказались Васильевский остров, Петроградская сторона и некоторые другие районы города, которому был нанесен огромный материальный ущерб. Причиной нагонного наводнения послужили ветры и циклоны, возникшие над Балтийским морем.

В 1878 г. через реку Тэй (Англия) был построен самый длинный по тем временам мост. Его протяженность составляла свыше трех километров. Нагонные волны и сильный ветер привели к обрушению моста 28 декабря 1879 г. В момент обрушения на мосту находился пассажирский поезд, который рухнул в холодные воды Тэи. Все пассажиры погибли.

Одиннадцатого мая 1990 г. сильный ветер в Каспийском море поднял высокую волну и погнал ее в устье реки Урал. Вода затопила Гурьевскую область.

Нередко наводнения становятся следствием разрушения водой искусственных защитных сооружений — дамб, которые возводятся вдоль берегов рек и на морских побережьях для защиты территорий от наводнений. Например, в Китае сооружено 170 тысяч дамб, только на реке Хаунхе их почти 5 тысяч. Берега низовий многих российских рек обвалованы искусственными дамбами. Большое количество дамб сооружено на побережье в Нидерландах и других странах. Нередко дамбы разрушаются, что приводит к наводнениям.

Для прибрежных морских районов, где береговые территории защищаются плотинами и дамбами, причиной наводнений служит шторм. В 1170 г. штормовое море оторвало от суши и размыло огромную территорию. На этом месте образовалась цепь Фризских островов вдоль берегов Германии и Нидерландов. В 1280 г. во время шторма море прорвало дамбы, вклинилось в глубь территории Нидерландов и образовало большой морской залив Зей-дер-Зее. Тогда погибло 50 тысяч человек. В начале сентября 1900 г. город Галвестон, штат Техас (США) и его жители были уничтожены штормовым наводнением. В 1953 г. в Нидерландах ураган вызвал огромные морские волны, которые прорвали защитные дамбы и проникли во внутренние районы страны. Высота воды в местах затопления достигала 5-9 м. Погибло более 2 тысяч человек, а всего от этого наводнения пострадало более 1 млн. человек. В спасательных операциях участвовало 12 тысяч военнослужащих Королевской армии Нидерландов.

Особый вид наводнений связан с созданием искусственных водохранилищ с большим запасом воды. Наводнения в нижних бьефах водохранилищ могут возникнуть в результате экстренного (аварийного) сброса воды, в случае перелива большого количества воды через гидротехнические сооружения и чаще всего при разрушении плотин. Опасность подобных наводнений заключается во внезапности их возникновения, стремительной скорости перемещения больших объемов воды, в образовании высокого водяного вала. В случае возникновения таких наводнений не остается времени для проведения эвакуации населения, организации эффективной защиты и помощи.

Часто бывает, что вторичные поражающие факторы наводнения вызывают еще большие бедствия, чем оно само.

Ужасная трагедия постигла египетскую провинцию Асьют в 1994 г. Вызванное ливнем наводнение привело к короткому замыканию на складе нефтепродуктов. После мощного взрыва пылающее горючее залило близлежащий поселок, при этом погибло более 500 человек. В 1994 г. в Индии многодневные ливни вызвали наводнение, а затем оползни, в которых погибло более 75 человек. В том же году в Италии наводнением в долине реки По было снесено в море более 20 тысяч тонн вредных веществ.

В целях предотвращения или уменьшения отрицательных последствий наводнений выполняются организационные и инженерно-технические мероприятия, такие, как укрепление гидротехнических сооружений, устройство дополнительных дамб, валов для задержания водных потоков, накопление аварийных материалов для заделывания промоин, наращивания высоты плотин и дамб, подготовка аварийных плавсредств. Выделяются транспортные средства для возможной эвакуации населения и материальных ценностей. Выполняется постоянный гидрологический прогноз, отслеживается уровень воды в водохранилищах, организуется подготовка населения и специальных спасательных формирований для работы в условиях наводнений.

Цунами

К наиболее опасным морским гидрологическим явлениям природного происхождения относятся цунами, что в переводе с японского языка означает «высокая волна в заливе». Цунами представляет собой разновидность морских волн, возникающих при подводных и прибрежных землетрясениях. Необычно высокие волны прибоя неожиданно появляются на побережье при опускании, поднятии или изменении дна океана. Такие нарушения поверхности дна происходят одновременно на большой территории в результате тектонических движений почвы, извержений подводных вулканов, обвалов больших участков суши в океан, подводных сдвигов и оползней.

Цунами характеризуются следующими показателями.

Высота морской волны — расстояние по вертикали между гребнем и подошвой волны. Непосредственно над очагом возникновения цунами высота волны составляет от 0,1 до 5 м. Ни с корабля, ни с самолета эта волна, обычно, не видна. Люди, находящиеся на корабле, даже не подозревают о том, что под ними прошла волна цунами. Попадая на мелководье, она уменьшает скорость движения, и ее энергия идет на увеличение высоты. Волна растет все выше и выше, как бы «спотыкаясь» на мелководье. При этом ее основание задерживается, и создается нечто вроде водяной стены высотой от 10 до 50 м и более. Конечная высота волны зависит от рельефа дна океана, контура и рельефа берега. На плоских, широких побережьях высота цунами обычно не более 5-6 м. Волны большой высоты образуются на отдельных, сравнительно небольших участках побережья с узкими бухтами и долинами. В Японии, как в одной из самых страдающих от цунами стран, волны высотой 7-8 м регистрируются примерно 1 раз в 15 лет, а высотой 30 м и более отмечались 4 раза за последние 1500 лет. Самой крупной была волна, которая обрушилась на берег полуострова Камчатка у мыса Лопатка в 1737 г. Она достигла высоты чуть ли не 70 м. В 1968 г. на Гавайских островах (США) волна перекатывалась через верхушки прибрежных пальм.

Длина морской волны — расстояние по горизонтали между двумя вершинами или подошвами смежных волн. Длина волны цунами может составлять от 150 до 300 км. Она сокращается по мере уменьшения глубины океана, так как скорость перемещения цунами становится меньше при подходе к берегу.

Характеристики волн

Фазовая скорость волны — линейная скорость перемещения какой-либо фазы (элемента) волны, например, гребня. Она колеблется в пределах от 50 до 1000 км/ч. Чем больше глубина океана, тем с большей скоростью перемещается волна. Пересекая Тихий океан, где средняя глубина около 4 км, цунами движется со скоростью 650-800 км/ч, при прохождении глубоководных желобов скорость увеличивается до 1000 км/ч, а при подходе к берегам быстро падает и составляет на глубине 100 м около 100 км/ч. В 1946 г. волна цунами от пролива Унимак, разрушив маяк Скоти-Кеп (США) и город Хило (Гавайские острова), докатилась до города Вальпараисо (Чили) за 18 часов, пройдя расстояние в 13 тысяч км со средней скоростью порядка 700 км/ ч. С такой же скоростью цунами, возникшее при землетрясении в Чили в 1960 г., пересекло Тихий океан и достигло берегов Японии, Австралии, Курильских островов. Колоссальная энергия цунами гонит его на огромные расстояния. Напри— мер, цунами, вызванное извержением вулкана Кракатау в 1883 г. (Индонезия), было отмечено на расстоянии 18 тысяч км от места его возникновения.

Интенсивность цунами — характеристика энергетического воздействия цунами на берег, оцениваемая по условной шестибалльной шкале:

• 1 балл — очень слабое цунами. Волна отмечается (регистрируется) только мо-реографами.
• 2 балла — слабое цунами. Может затопить плоское побережье. Его замечают лишь специалисты.
• 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 снова смыты в море. Берега засорены песком, илом, обломками деревьев, камнями, мусором. Возможны человеческие жертвы.
• 5 баллов — очень сильное цунами. Приморские территории затоплены, волноломы и молы сильно повреждены. Крупные суда выброшены на берег. Ущерб велик и во внутренних частях побережья. Здания и сооружения имеют разрушения разной степени сложности в зависимости от удаленности от берега. Все кругом усеяно обломками. В устьях рек высокие штормовые нагоны. Сильный шум воды. Имеются человеческие жертвы.
• 6 баллов — катастрофическое цунами. Полное опустошение побережья и приморских территорий. Суша затоплена на значительное расстояние вглубь от берега моря.

Интенсивность цунами зависит от длины, высоты и фазовой скорости движения волны набега. Энергия цунами обычно составляет от 1 до 10% энергии вызвавшего его землетрясения.

К поражающим факторам цунами относятся ударная волна, размытие, затопление. Колоссальная кинетическая энергия волны позволяет цунами рушить практически все, что встречается на пути. Катастрофическое цунами, почти не снижая скорости, способно пройти через населенный пункт средних размеров, превратить его в руины и уничтожить все живое. После прохождения цунами побережье меняет свой облик, корабли выносятся на берег на расстояние сотен, а порой и тысяч метров от кромки моря. В порту Корраль (Чили) в 1960 г. волна цунами перебросила судно водоизмещением 11 тысяч тонн из гавани через город в открытое море.

Наряду с материальными потерями цунами приводит к гибели людей.

Наиболее цунамоопасны берега Японии, Гавайских и Алеутских островов, Филиппин, Индонезии, Перу, Чили, Новой Зеландии, Эгейского, Адриатического и Ионического морей. На Гавайских островах цунами высотой до 20-30 м бывают в среднем 1 раз в 4 года, на тихоокеанском побережье Южной Америки — 1 раз в 10 лет.

В России опасности цунами подвергаются восточное побережье полуострова Камчатка и Курильские острова. Сильное цунами обрушилось осенью 1952 года на этот район. Очаг подземного землетрясения был сравнительно недалеко (в пределах Курило-Камчатского желоба). Волны быстро достигли Курильских островов и на острове Парамушир в нескольких местах поднялись до высоты 18 м. В городе Северо-Курильске утонуло несколько тысяч человек.

По многочисленным наблюдениям, в 95% случаев цунами возникают вследствие сильных подземных землетрясений. Сам факт регистрации подобного землетрясения уже несет информацию о возможном цунами. Более детальная обработка сейсмических данных о землетрясении позволяет определить координаты его эпицентра и магнитуду, а также возможность возникновения цунами с опасной высотой волны.

Скорости распространения сейсмических волн в твердом теле Земли и цунами на акватории океана отличаются на несколько порядков. Поэтому между началом регистрации землетрясения береговой сейсмической станцией и приходом волны к берегу всегда есть пауза, длительность которой зависит от расстояния между эпицентром землетрясения и конкретным участком побережья. Для российского побережья Тихого океана эта пауза лежит в пределах от нескольких минут до суток. Ее наличие позволяет службе оповещения заблаговременно передать предупреждение в населенные пункты о надвигающейся опасности и осуществить мероприятия по предотвращению возможного ущерба от цунами на берегу и в море.

Наводнения приносили и продолжают приносить много бед человеку и природе.

Одно из первых официально зарегистрированных наводнений произошло в 48 г. на реке Темзе. Вода затопила обширную территорию. Погибло 10 тысяч человек.

По числу повторов наводнений, нанесенному материальному ущербу, количеству жертв на первом месте в мире стоят китайские реки Хуанхе и Янцзы.

На реке Хуанхе катастрофические наводнения зарегистрированы в 1642, 1782, 1791 гг. В 1887 г. вода в реке поднялась на 3 м и затопила тысячи населенных пунктов, нанеся огромный материальный ущерб. Погибло около 1 млн. человек, пострадало свыше 7 млн. человек. В 1933 г. река затопила 3 тысячи селений, пострадало около 4 млн. человек. В 1950 г. остались без крова миллионы людей, погибло 500 тысяч человек.

На реке Янцзы за последние 2 тысячи лет произошло около 50 катастрофических наводнений. В двадцатом столетии наиболее сильными являются наводнения 1931 и 1954 гг. В первом случае под водой оказались 16 из 23 китайских провинций: были затоплены тысячи населенных пунктов, погибло около 1 млн. человек, пострадало более 40 млн. человек. Во втором случае масштабы охвата затопленных территорий оказались еще значительнее. Для защиты плотины от разрушения в воду вошли 200 солдат и 10 тысяч крестьян с привязанными к спинам матрацами. Несколько часов людям удавалось сдерживать напор воды, наконец вода победила, а все защитники плотины утонули. В 1998 г. воды реки Янцзы затопили южные провинции Китая, в которых проживает 240 млн. человек — все эти люди считались пострадавшими от наводнения. Повреждено и разрушено 5,5 млн. домов. Погибло более 2 тысяч человек. Эвакуировано почти 2 млн. человек.

Самое сильное и страшное наводнение произошло в Китае в 1931 г. Погибло по разным данным от 2 700 000 до 3 700 000 человек.

1914 г. Над Азовским морем разразился сильный ураган. Высокие волны обрушились на восточное побережье. Погибло 1500 человек.

1970 г. Продолжительные дожди и обильное таяние снега в предгорьях Карпат привели к подъему воды в реках Днестр, Тисса, Прут, Серет на 3-5 м. Наводнение охватило 8 областей Украины. Было разрушено более 8 тысяч жилых построек, 160 крупных производственных предприятий, залиты тысячи гектаров посевов.

1989 г. В Хабаровском и Приморском краях прошли сильные ливневые дожди. Уровень воды в реках поднялся на 8 м. Было затоплено более 140 населенных пунктов, погибло и пропало без вести 11 человек.

1997 г. Наводнение в Европе. В Польше погибло 54 человека, в Чешской Республике — 52, в Словакии — 26. В этих странах разрушено более 7,5 тысяч частных домов, повреждено около 60 тысяч строений. Для Германии это наводнение стало самым сильным за последние несколько веков.

1998 г. Бангладеш. Под водой оказалось почти 2/3 территории страны. Свои жилища покинули 17 млн. человек. Погибло около 400 человек.

1999 г. Венесуэла. Часть территории страны была буквально смыта с лица земли наводнениями и оползнями. Число жертв от 10 до 50 тысяч человек, без вести пропало 60 тысяч, без крова осталось 150 тысяч человек. 2001 г. Приморье. За два часа выпала двухмесячная норма осадков. Вода затопила 1,5 тысячи домов, размыла 250 км автодорог, смыла 40 мостов. Погибло 11 человек.

2001 г. Якутия. От наводнения пострадало более 50 населенных пунктов, тысячи семей остались без крова, в зоне затопления оказалось 5200 жилых домов, в которых проживало свыше 31 тысячи человек. Больше всего пострадал город Ленек. Здесь в зоне затопления оказалось 4,5 тысячи домов, в которых проживало более 27 тысяч человек. Город был практически разрушен.

2002 г. Краснодарский край. В Темрюкском районе затоплено 74 тысячи га. Больше всего пострадал город Темрюк. Здесь разрушено 305 домов, в которых проживало свыше тысячи человек. 2002 г. Сильнейшие ливни на Северном Кавказе вызвали катастрофическое наводнение в девяти регионах Южного федерального округа. Под водой оказалось около 300 населенных пунктов, 52 тысячи домов, почти 200 тысяч га сельскохозйственных посевов. Разрушено 664 км дорог и 205 мостов. Частично разрушены почти 40 тысяч домов, еще 8 тысяч — полностью уничтожены. Погибло более 50 тысяч сельскохозяйственных животных. Пострадало 330 тысяч человек, из которых более 85 тысяч — было эвакуировано. Погибло свыше 100 человек. Ущерб от наводнения составил 14 млрд. рублей.

2002 г. Индонезия. Без крова осталось 500 тысяч человек. Смыты или подтоплены 40 тысяч домов. В столице страны — Джакарте свои дома покинули 400 тысяч человек.

2002 г. Сильнейшее наводнение в Европе.

1952 г. На Курильские острова обрушились несколько волн цунами. Их высота достигала 18 метров. Был смыт город Северо-Курильск.

1979 г. Цунами с высотой волны 5 м обрушилось на тихоокеанское побережье Колумбии. Погибло 125 человек.

1994 г. На Филиппинах цунами высотой 15 м разрушило до основания 500 домов и 18 мостов. Погибло более 60 человек.

1998 г. Папуа — Новая Гвинея. На северо-западе страны цунами полностью уничтожило несколько деревень вместе с жителями. Погибло 1600 человек.