Глава 2 НАВОДНЕНИЯ
2.1. Основные понятия и классификация
Наводнением называют затопление водой местности в результате подъема уровня воды в реке, озере или море, вызванное обильным притоком воды в период снеготаяния или ливней, ветровыми нагонами, прорывами плотин и другими причинами.
В последние десятилетия во многих районах нашей планеты отмечен рост числа катастрофических наводнений. Наводнения относятся к опасным гидрологическим явлениям. Они периодически наблюдаются на большинстве рек нашей страны и занимают первое место в ряду стихийных бедствий по площади распространения и наносимому материальному ущербу.
Первое упоминание о наводнениях в русских летописях относится к X веку, причем число зафиксированных в них больших наводнений постоянно росло: в XII веке — 2, в XIII веке — 8, в XVII веке — 43.
Наводнение в Москве в 1908 году.
В 1128 году псковский летописец записал: «Бысть вода в Новгороде велика в Волхове потопи люди и жита и хоромы снесе».
О наводнении 1421 года сообщалось: «Бысть зима снежна вельми и много паде снегу и потом на весну бысть вода велика и сильна зело… И в домах своих много людей истопоша и много зла сотворилось в Великом Новгороде». Тогда были затоплены значительные части Пскова и Новгорода, снесло большой мост через Волхов, затопило много церквей и монастырей, где погибли старинные иконы и книги.
На территории России наводнения ежегодно угрожают более чем четыремстам городам и нескольким тысячам других населенных пунктов. От наводнений сильно страдала и Москва. Так, теплой весной 1908 года быстро растаяли снега и прошли сильные дожди, вода залила улицы города, оставив без крова тысячи москвичей.
2.2. Классификация наводнений по причинам возникновения
Различают шесть основных типов наводнений в зависимости от причин их возникновения: половодье, паводок, затор, зажор, ветровой нагон, наводнение при прорывах плотин.
Половодье — периодически повторяющийся подъем уровня воды в реках, вызываемый обычно весенним таянием снега или обильными дождями на равнинных реках, а также весенне-летним таянием снега и ледников на реках, берущих начало в горных районах. Половодья повторяются ежегодно в один и тот же сезон с различной интенсивностью и продолжительностью, в зависимости от метеорологических условий.
Паводок — интенсивный периодический и кратковременный подъем уровня воды в реке, вызываемый сильными дождевыми осадками, а нередко и быстрым таянием снега при зимних оттепелях. В отличие от половодий, паводок может возникнуть в любое время года. При частом выпадении дождей отдельные паводки накладываются один на другой, формируя сложный многопиковый паводок продолжительностью до нескольких месяцев (такой паводок наблюдался в ряде европейских стран в 2005 году). Значительный паводок может вызвать наводнение, называемое паводковым наводнением.
Паводки могут повторяться несколько раз в году. Особую угрозу представляют так называемые внезапные паводки, связанные с кратковременными, но очень интенсивными ливнями, которые случаются и зимой из-за оттепелей.
Затор — нагромождение льдин во время весеннего ледохода в сужениях и излучинах русла реки, стесняющее течение и вызывающее на некоторых участках выше него подъем уровня воды.
Образование заторов происходит следующим образом: течение реки несет оттаявшие массы льда и снега, которые сталкиваются в нижнем течении реки с еще прочным нерастаявшим льдом. Образование заторов особенно характерно для рек, текущих на север, в конце зимы — начале весны.
Зажор — скопление рыхлого ледового материала во время ледостава (ледостав — замерзание реки (озера), образование ледяного покрова) в сужениях и ихтучинах реки, вызывающее подъем уровня воды на некоторых участках выше ее русла. Наводнения из-за зажоров возникают обычно в конце осени или начале зимы.
Ветровой нагон — подъем уровня воды, вызванный воздействием ветра на водную поверхность, происходящий обычно в устьях крупных рек, а также на наветренном берегу больших озер, водохранилищ и морей. Ветровые нагоны возможны в любое время года, характеризуются отсутствием периодичности и значительным подъемом уровня воды.
Наводнение на Дальнем Востоке
Ярким примером ветрового нагона являются регулярные наводнения в Санкт-Петербурге. Одно из наиболее разрушительных произошло в 1824 году. Вода в Неве поднялась на 410 см выше обычного своего уровня. Городу был нанесен огромный ущерб: утонуло более 200 человек, было разрушено около 4000 зданий и построек, погибло 3600 голов скота. Вот как описал это наводнение А. С. Пушкин в «Медном всаднике»:
Но силой ветров из залива
Переграждённая Нева
Обратно шла, гневна, бурлива,
И затопляла острова,
Погода пуще свирепела,
Нева вздувалась и ревела,
Котлом клокоча и клубясь,
И вдруг, как зверь остервенясь,
На город кинулась. Пред нею
Всё побежало, всё вокруг
Вдруг опустело — воды вдруг
Втекли в подземные подвалы,
К решёткам хлынули каналы,
И всплыл Петрополь, как тритон,
По пояс в воду погружён.
Художник Ф. Я. Алексеев. 7 ноября 1824 года на площади у Большого театра (с 1860 года “Мариинский”), г. Санкт-Петербург
Наводнения при прорывах плотин — это интенсивный, значительный подъём воды в реке, вызванный прорывом плотины, дамбы или естественной природной преграды в результате оползней, селей, обвалов горных пород, движения ледников.
Огромные массы воды, скопившиеся в верховьях реки, подобно смерчу или урагану способны сносить всё встречающееся на своём пути. При этом происходит резкое повышение уровня воды до максимальных (катастрофических) отметок (8—10 м), увеличивается скорость водного потока (до 3—5 м/с) и образуются значительные зоны затопления. Уровни воды достигают своих катастрофических отметок в короткое время (1—2 суток).
Сравнительно редко происходят наводнения, вызванные подводными землетрясениями, извержениями вулканов. Они наблюдаются в районах активной сейсмической деятельности. Так, в горах Восточного Памира на территории Таджикистана в 1911 г. образовалось Сарезское озеро. Естественная плотина в долине реки Мургаб возникла в результате обвала, вызванного землетрясением.
2.3. Классификация наводнений по масштабу
По повторяемости, размерам (масштабам) и наносимому суммарному ущербу наводнения делятся на четыре группы — низкие, высокие, выдающиеся и катастрофические. Масштабы распространения и повторяемости наводнений по группам приведены в таблице 1.
Об одном из самых разрушающих известных наводнений рассказывается в Книге Бытия. В ней, по-видимому в гиперболической форме, отражены события, происшедшие за 3000 лет до н.э. В то время река Евфрат затопила обширную территорию, включая город Ур, находившийся в южной части Месопотамии. Разрушения, причиненные наводнением, были настолько сильными, что память о них передавалась из поколения в поколение и вошла в одну из книг Библии под названием Всемирного потопа.
Подъем уровня воды в реках, озерах или водохранилищах зависит от условий формирования стока воды при движении ее по поверхности суши или подземным путем в процессе круговорота воды в природе.
Таблица 1
Классификация наводнений
По условиям формирования стока, а следовательно, по условиям возникновения наводнений, реки делятся на четыре типа:
✓ реки с максимальным стоком от таяния снега на равнинах. Для таких рек причиной или источником наводнений является регулярное и предсказуемое сезонное (весеннее) таяние снежного покрова. К этому типу относится большинство рек европейской части России и Западной Сибири;
✓ реки с максимальным стоком от таяния горных снегов и ледников. Условиями формирования наводнений для таких рек является интенсивное таяние ледников и снегов, расположенных высоко в горах, которое может наблюдаться несколько раз в течение года. К этому типу относятся реки Закавказья и Северного Кавказа;
✓ реки с максимальным стоком, обусловленным выпадением интенсивных осадков в виде дождей. Для рек такого типа характерно наличие нескольких пиков стока воды в течение года. К этому типу относятся реки Дальнего Востока и Восточной Сибири;
✓ реки с максимальными стоками, образующимися от совместного влияния снеготаяния и осадков. Режимы этих рек характеризуются весенним половодьем от таяния снегов, повышением летнего и зимнего стока за счет обильного грунтового питания, а также значительными осенними осадками. Наличие такого типа рек характерно для северо-западных районов страны и некоторых районов Кавказа.
Наиболее значительные наводнения наблюдаются на реках дождевого и ледникового питания, а особенно опасные — при сочетании этих двух факторов. В пределах России преобладают наводнения, вызванные половодьем или паводками (около 70—80% всех случаев). Они происходят на равнинных и горных реках в северных и южных районах страны, а также на Дальнем Востоке. Для рек других типов наводнения имеют локальное распространение.
Для оценки масштаба наводнения используют значения максимального уровня подъема воды в период его действия.
Существуют и другие характеристики наводнения.
Площадь затопления — размеры прилегающей к реке местности, покрытой водой.
Продолжительность затопления — время с момента выхода воды на пойму и до входа реки в русло.
Скорость подъема уровня воды — величина, характеризующая прирост уровня воды и процесс наводнения за определенное время по отношению к первоначальному уровню.
2.4. Поражающие факторы наводнений
Основным первичным поражающим фактором наводнения является поток воды, характеризующийся высоким уровнем подъема, а при прорывах плотин и паводках — также значительными скоростями течения, и вызывающий затопление и подтопление прилегающей территории.
При наводнениях, вызванных заторами, к первичным факторам поражения относятся навалы больших масс льда и их давление на береговые сооружения.
Затопление — покрытие окружающей местности слоем воды, заливающим дворы, улицы населенного пункта и первые этажи зданий, сельскохозяйственные угодья.
Подтопление — проникновение воды в погреба, подвалы зданий через канализационную сеть (при сообщении канализации с рекой), по разного рода канавам и траншеям, а также из-за значительного подпора грунтовых вод.
Затопления и подтопления приводят к серьезным последствиям: гибнут люди, животные, разрушаются или повреждаются здания, сооружения, коммуникации, утрачиваются материальные и культурные ценности, прерывается хозяйственная деятельность, гибнет урожай, смываются плодородные почвы, изменяется ландшафт.
Вторичными поражающими факторами наводнений являются утрата прочности различного рода сооружений в результате их размыва и подмыва, перенос водой вылившихся из поврежденных емкостей вредных веществ и загрязнение ими обширных территорий, осложнение санитарно-эпидемиологической обстановки, заболачивание местности. Вторичными поражающими факторами наводнений также могут стать опасные и чрезвычайные ситуации природного и техногенного характера, такие как оползни, обвалы, аварии на транспорте и промышленных объектах.
Масштабы последствий наводнения зависят от характеристик как самого наводнения, так и территории, на которой оно произошло. К первой группе отличительных качеств относятся продолжительность стояния опасных уровней воды, скорость водного потока, площадь затопления, время возникновения наводнения. Ко второй — плотность населения, интенсивность хозяйственной деятельности на затопленной местности, наличие защитных гидротехнических сооружений и конкретных мер подготовки к наводнению. Кроме того, на масштаб последствий влияют уровень подготовки к действиям в условиях наводнения руководящего состава, персонала предприятий и организаций, аварийно-спасательных сил, а также населения.
Характеристику последствий наводнения в поэтической форме мы можем найти у А. С. Пушкина в «Медном всаднике»:
Осада! приступ! злые волны,
Как воры, лезут в окна. Челны
С разбега стёкла бьют кормой.
Лотки под мокрой пеленой.
Обломки хижин, брёвна, кровли,
Товар запасливой торговли,
Пожитки бледной нищеты,
Грозой снесённые мосты,
Гроба с размытого кладб́ища
Плывут по улицам!
Народ
Зрит божий гнев и казни ждёт.
Увы! всё гибнет: кров и пища!..
Современный город страдает от наводнения не меньше, чем старый с деревянными строениями (см. фото). Это объясняется тем, что из-за неравномерной просадки грунта во время наводнения происходят многочисленные разрывы канализационных и водопроводных труб, газовых магистралей, электрических и телефонных кабелей. При сравнительно редких затоплениях (1 раз в 3—4 года) срок планового капитального ремонта кирпичного здания уменьшается на 15 лет, а стоимость этого ремонта возрастает в 3 раза.
В сельской местности особое значение имеют сезон и продолжительность затопления. Любое затопление водой сельскохозяйственных культур приводит к вытеснению воздуха из почвы. При этом в ней прекращается нормальный газообмен и в результате происходит падение урожайности или гибель сельскохозяйственных культур.
Образующиеся при наводнениях паводковые волны при движении их по руслу реки наносят колоссальный ущерб народному хозяйству. В первую очередь они представляют серьезную опасность для населения из-за внезапного затопления жилых построек и административных зданий.
Из-за частых наводнений в России переносились на новые места целые города — Великий Устюг, Галич, Калуга, Орел, Саратов.
Наводнение в городе
Наводнение в Каракасе (Венесуэла, январь 2000 г.)
2.5. Мероприятия по защите от наводнений
В районах возможного возникновения наводнений проводится ряд предупредительных мероприятий, направленных на снижение степени воздействия их поражающих факторов и последствий для населения, экономики и окружающей природной среды. Такие мероприятия можно разделить на заблаговременные, т. е. проводимые заранее, и оперативные, которые проводятся при непосредственной угрозе затопления территории населенных пунктов.
К наиболее эффективным заблаговременным мероприятиям относятся:
□ регулирование стока вод с помощью водохранилищ;
□ создание лесных полос, искусственных озер и запруд, дренажной системы с целью перехвата осадков до их поступления в русло реки;
□ строительство плотин, защитных дамб, откосов и волнорезов;
□ увеличение пропускной способности русел рек (ликвидация рукавов, расширение, спрямление и углубление русла, укрепление берегов, устранение различных препятствий на пути водного потока);
□ осушение болот и переувлажненных земель;
□ подсыпка территорий, предназначенных для строительства зданий и сооружений, выравнивание береговой линии, строительство водоотводных каналов.
Следует заметить, что проведение перечисленных заблаговременных предупредительных мероприятий требует больших затрат, однако сумма ущерба, наносимого наводнением, значительно превышает эти затраты.
При непосредственной угрозе затопления территории для ограничения распространения воды сооружают отводные каналы, возводят оградительные валы и дамбы из грунта, мешков с песком, камней и других материалов. Зимой оградительные валы и дамбы в целях ускорения их возведения чаще всего строят из снега или льда.
К оперативным предупредительным мероприятиям относятся:
□ оповещение населения об угрозе наводнения;
□ заблаговременная эвакуация населения, сельскохозяйственных животных, материальных и культурных ценностей из потенциально затапливаемых зон;
Плотина
□ частичное ограничение или прекращение функционирования предприятий, организаций, учреждений, расположенных в зонах возможного затопления, защита материальных ценностей.
Важнейшим условием, обеспечивающим эффективность и своевременность проведения мероприятий по защите от наводнений, является их прогнозирование. Научно обоснованное предсказание развития, характера и масштабов наводнений осуществляется в рамках гидрометеорологического прогноза, в котором указывают примерное время возникновения угрозы наводнения (например, вскрытия или замерзания реки, обильных осадков, вероятность образования заторов льда), ожидаемый максимальный уровень подъема и продолжительность стояния воды, площадь затопления и другое.
Прогнозы делятся на краткосрочные — до 10—12 суток и долгосрочные — до 2—3 месяцев и более. Они могут быть локальными (для отдельных участков рек и водоемов) или территориальными, содержащими обобщенные по значительной территории сведения об ожидаемых размерах и сроках явления. Многолетний опыт показал, что материальный ущерб от наводнений существенно уменьшается при наличии своевременного и достоверного прогноза, хорошо налаженной службы информации и оповещения, высокой организованности и подготовленности населения.
2.6. Действия населения при угрозе и во время наводнений
Действия населения при угрозе наводнения зависят от скорости развития этого опасного гидрологического явления.
После получения прогноза о возможности наводнения осуществляется оповещение и информирование населения через существующую сеть проводного и радиовещания, телевещания. Поэтому, услышав сигнал «Внимание всем!» (вой сирен), прослушайте по радиоприёмнику, громкоговорителю или телевизору сообщение, в котором указывается ожидаемое время затопления и его границы, порядок действия населения тех или иных населенных пунктов при наводнении, включая проведение эвакуации из опасных мест.
При наличии времени перед эвакуацией жители для защиты своего дома должны выполнить следующие действия :
□ отключить газ, электричество, воду;
□ потушить огонь в печах;
□ перенести на верхние этажи здания или чердаки ценные предметы и вещи;
□ убрать со двора или закрепить все плавучие предметы;
□ закрыть окна и двери, а при необходимости обить окна и двери первых этажей досками или фанерой;
□ подготовить и завернуть в целлофановый пакет документы, деньги, драгоценности, ценные бумаги;
□ подготовить медицинскую аптечку, непромокаемую одежду и обувь, запас продуктов;
□ запасти питьевую воду на случай, если колодцы станут непригодными для использования, а водопровод не будет функционировать;
□ заправить баки автомобиля горючим.
Вещи и продукты следует положить в удобные сумки или рюкзаки.
При получении информации о начале эвакуации необходимо быстро собраться и взять с собой: пакет с документами и деньгами; медицинскую аптечку; трехдневный запас продуктов; постельное белье и туалетные принадлежности; комплект верхней одежды и обуви.
После этого надо прибыть в установленный срок на заранее назначенный эвакуационный пункт для регистрации и отправки в безопасное место. Эвакуация может быть осуществлена пешим порядком, общественным или личным автотранспортом.
При внезапном поднятии уровня воды необходимо как можно быстрее занять ближайшее безопасное возвышенное место и быть готовым к эвакуации по воде с помощью различных плавсредств или пешим порядком по неглубоким и небыстрым бродам (см. приложение). В такой обстановке не следует терять самообладания, надо подать сигналы бедствия спасателям. В светлое время суток сигналы подаются с помощью белого или цветного полотна, вывешенного на высоком месте, а в ночное время — электрическим фонарем, факелом. До прибытия помощи или спада воды необходимо оставаться на верхних этажах или крышах зданий, на деревьях и других возвышенных местах, что поможет обнаружить вас с помощью плавсредств или вертолетов. При подходе спасателей нужно спокойно, без паники и суеты, с соблюдением мер предосторожности перейти в плавательное средство. Во время его движения следует строго выполнять указания экипажа, нельзя покидать установленных мест и садиться на борта.
Самостоятельно из затопленного района можно выбираться лишь в безвыходных ситуациях, когда надежды на прибытие спасателей нет. Такое решение должно быть продуманным и хорошо подготовленным. Прыгать в воду можно только в том случае, если она вплотную поднялась к месту вашего укрытия. При этом следует использовать любые подручные спасательные средства: доски, автомобильные камеры, связку пустых пластмассовых бутылок.
Спасательные работы при наводнении
Оказывайте помощь людям, попавшим в воду. Им следует дать сухую одежду, успокаивающие средства, а извлеченным без признаков жизни — сделать искусственное дыхание.
Нельзя переезжать через затопленные места на колесных транспортных средствах (автомобиль, велосипед) без промера глубины: есть риск попасть в глубокую яму.
После спада воды следует остерегаться оборванных и провисших проводов. Нельзя использовать в пищу продукты, попавшие в воду, без предварительной проверки представителями санитарной инспекции. Запасы питьевой воды перед употреблением должны быть проверены, а имеющиеся колодцы с питьевой водой осушены.
Прежде чем войти в дом или здание, следует убедиться, что вход не представляет опасности. В помещении необходимо открыть окна и входные двери для проветривания. При осмотре внутренних помещений нельзя применять спички или светильники из-за возможного присутствия газа в воздухе, лучше использовать для этих целей электрические фонари на батарейках. До проверки специалистами состояния электрической сети и водопровода пользоваться ими категорически запрещается.
Информация о действиях населения передается штабом ГОЧС и после спада воды. Для получения подробных рекомендаций радиоприемники следует держать включенными или обращаться к должностным лицам, спасателям, милиции.
Указанные основные правила поведения и порядок действий населения при наводнении позволяют существенно снизить ущерб и, главное, сохранить жизнь людей, проживающих в опасных районах.