Характеристика источников чрезвычайных ситуаций

Опасные гидрологические процессы

Наводнение резкий подъем уровня воды в реке, озере или море, приводящий к значительному затоплению местности.

В зависимости от причин возникновения наводнения подразделяются на пять групп:

1-я - наводнения, связанные с максимальным стоком от весеннего таяния снега. Они отличаются значительным и довольно длительным подъемом уровня воды в реке и называются половодьями;

2-я - наводнения, формируемые интенсивными дождями. Они характеризуются интенсивными, сравнительно кратковременными подъемами воды и называются паводками;

3-я - наводнения, вызванные в основном большим сопротивлением, которое водный поток встречает в реке. Происходит такое большей частью в начале или в конце зимы при заторах и зажорах льда.

Затор - это скопление льда в русле, ограничивающее течение реки. Он состоит из крупных и мелких льдин, образующихся при вскрытии рек в весенний период.

Зажор - это скопление рыхлого льда (шуга, небольшие льдинки, плавающий снег) на реках в осенне-зимний период:

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

5-я - наводнения, связанные с прорывом плотин.

Гидрологи разделяют наводнения на четыре типа: низкие, высокие, выдающиеся и катастрофические.

Низкие - наблюдаются на равнинных реках и бывают раз в 5-10 лет. Они практически не нарушают ритм жизни при некоторой подготовке.

Высокие - заливают довольно большие участки речных долин и иногда существенно нарушают привычный быт, даже требуют эвакуации и случаются раз в 20-25 лет.

Выдающиеся - затапливают (раз в 50-100 лет) не менее 50% сельскохозяйственных угодий и требуют массовой эвакуации населения. Начинается затопление городов и населенных пунктов.

Катастрофические - наводнения случаются раз в 100-200 лет: затапливается несколько речных систем, полностью меняется уклад жизни.

Причиной опасных наводнений могут быть также гидродинамические аварии. При эксплуатации гидротехнических сооружений возможны два режима опорожнения водохранилища: медленный (волной попуска) и быстрый (мгновенный) с образованием волны прорыва.

Гидродинамическая авария - выход из строя (разрушение) гидротехнического сооружения (плотины, шлюза) или его части и неуправляемое перемещение больших масс воды.

Основными поражающими факторами наводнения являются: волна прорыва, водный поток и спокойные воды, затопившие территорию суши и объекты.

Волна прорыва - волна, образующаяся во фронте устремившегося в проран потока воды. Основными параметрами волны прорыва являются высота и скорость движения. Как правило, волна имеет значительную высоту гребня - от 2 до 12 м и скорость движения от 3 до 25 км/ч (для горных и предгорных районов - до 100 км/ч).

Волна прорыва во многом аналогична воздушной ударной волне, отличаясь меньшей скоростью распространения, но зато более высокой плотностью вещества. Действие волны прорыва характеризуется большой разрушительной силой. Последствия - повреждения различных объектов и затопление обширных территорий.

Водный поток распространяется с меньшей скоростью, чем волна прорыва, но действует в течение длительного периода времени. Последствия его воздействия - это подмыв берегов (с обрушением береговых сооружений), намыв мелей, изменение речного русла.

Спокойные воды - это подъем уровня воды без заметного течения. Поражающее действие обусловлено затоплением подземных сооружений, подвалов и первых этажей домов на значительных территориях.

Часть местности, прилегающей к реке (озеру, водохранилищу) и затопляемой водой при разрушении гидротехнических сооружений, называют зоной возможного затопления. Если затопление не сопровождается ущербом, это просто разлив реки, озера, водохранилища.

Часть зоны возможного затопления, в пределах которой распространяется волна прорыва, вызывающая потери людей, разрушения зданий и сооружений, уничтожение других материальных ценностей, называется зоной катастрофического затопления.

Катастрофическое затопление распространяется со скоростью волны прорыва и через некоторое время после разрушения плотины приводит к затоплению открытых территорий слоем воды от 0,5 до 1 м, а иногда даже и больше.

Катастрофическое затопление характеризуется:

• максимально возможными высотой и скоростью волны прорыва;
• максимальной глубиной затопления;
• длительностью затопления территории.

Сели - это временные горные потоки смеси воды и большого количества обломков горных пород от глинистых частиц до крупных камней и глыб, возникающие в бассейнах небольших горных рек и сухих логов и вызванные, как правило, ливневыми осадками (реже - интенсивным таянием снегов), а также прорывом моренных и завальных озер, обвалов, оползнем, землетрясением.

По составу переносимого твердого материала селевые потоки могут быть грязевыми (смесь воды с мелкоземом при небольшой концентрации камней, объемная масса g = 1,5-2,0 т/м³), грязекаменными (смесь воды, гальки, гравия, небольших камней, g = 2,1-2,5 т/м³) и водокаменными (смесь воды с преимущественно крупными камнями, g = 1,1-1,5 т/м³).

Поражающее действие селя обусловлено механическим действием массы воды и грунта, приводящим к разрушению домов и построек и заваливанию их камнями и грунтом (песком и глиной). Скорость течения селевого потока обычно составляет 2,5-4,0 м/с, но при прорыве заторов она может достигать 8-10 м/с и более.

Мощные грязевые потоки, сошедшие с гор 18 и 19 июля 2000 г. на город Тырныауз в Кабардино-Балкарии, затопили пять жилых многоэтажных домов, в одном из которых обвалился подъезд. Жертвами стали восемь человек.

Опасные метеорологические процессы

Ураганы - это ветры силой 12 баллов по 17-балльной шкале Бофорта, т. е. ветры, скорость которых превышает 29 м/с (104,4 км/ч).

Ураган - одно из атмосферных чудовищ нашей планеты, которое по разрушительной силе может сравниться с землетрясением. Он разрушает здания, опустошает поля, вырывает с корнями деревья, сносит легкие строения, обрывает провода, повреждает мосты и дороги. Он может поднять человека в воздух или обрушить на него различные предметы.

Ураганами называют также тропические циклоны, возникающие в Тихом океане вблизи берегов Центральной Америки. На Дальнем Востоке и в районах Индийского океана ураганы носят название тайфунов.

Один из сильнейших ураганов был ночью на 21 июня 1998 г. в Москве. Скорость ветра доходила почти до 30 м/с. Ветер гнул светофоры и столбы, с сотен домов сорвал крыши, валил деревья и т. д.

Разрушительная способность ветра по шкале Бофорта (табл. 2.9) выражается в баллах и скоростью в мили/ч, км/ч и м/с.

Скорость шторма - от 18,3 до 29 м/с, а урагана - более 29 м/с.

Скорость ветра - 230 км/ч (64 м/с) - зафиксирована в Пуэрто-Рико в 1928 году.

Разрушительное действие ураганов определяется в основном энергией ветра, т. е. скоростным напором (q), пропорциональным произведению плотности атмосферного воздуха (r) на квадрат скорости воздушного потока (V): q = 0,5 x x V², кПа.

Согласно строительным нормам, максимальное нормативное значение ветрового давления для территории России составляет q = 850 кПа, что при плотности воздуха r = 1,22 кг/м³ соответствует скорости ветра:

(2.4)

Смерч (торнадо) — восходящий вихрь быстро вращающегося воздуха, имеющий вид темной воронки с вертикальной, иногда изогнутой осью вращения. Во внутренней полости смерча давление всегда пониженное, поэтому туда засасываются любые предметы, оказавшиеся на пути движения.

Рис. 2.2. Последствия смерча в Краснозаводске

3 июня 2009 г. по территории города Краснозаводска Московской области прошел смерч. Вначале образовалось несколько воронок смерча, которые затем объединились в одну высокой разрушительной силы. Длина следа составляла 1,5 км, а максимальная ширина 150 м. Смерч поднимал в воздух автомобили и торговые палатки, были повалены и вырваны с корнем деревья, с многоквартирных домов сорваны крыши, повреждены и разрушены балконы, выбиты стекла. 40 жилых многоквартирных домов остались без окон и крыш, 62 человека было ранено. Общий ущерб, нанесенный Краснозаводску, был оценен в 170 млн руб.