4. Наводнения
С древних времен наводнение воспринимается человеком как одно из самых страшных стихийных бедствий, занимая в мире первое место по числу создаваемых чрезвычайных ситуаций. На их долю приходится около 40% всех бедствий.
Водные пространства, моря и внутренние водоемы составляют около 60% территории РФ. 70% территории страны подвержены рискам затопления. В местах, которые потенциально могут быть затоплены, проживает 35% населения. Под большими дамбами и плотинами проживают более 4,5 млн. человек. То есть любая территория, на которой есть моря, реки и иные водоемы, рано или поздно может стать зоной затопления. Практически ежегодно в нашей стране происходят крупные наводнения, а по площади охватываемых территорий и наносимому материальному ущербу эти стихийные бедствия превосходят все остальные. Потенциальному затоплению подвержена территория страны общей площадью 400 тыс. км2. То есть под водой могут оказаться в разное время более 300 городов, десятки тысяч мелких населенных пунктов с населением более 4 млн. человек, множество хозяйственных объектов, более 7 млн. га сельхозугодий. Еже годный материальный ущерб от наводнений в среднем составляет 43 млрд. руб.
Наводнение – временное затопление суши в результате подъема уровня воды в реках, озерах и морях. Наводнения могут быть вызваны гидродинамическими авариями, обильным выпадением осадков, интенсивным таянием снега, образованием ледяных заторов, нагонным низовым ветром и др. Наводнения могут охватывать обширные площади и наносить огромный ущерб.
Основные причины возникновения наводнений:
• сезонное (весеннее) таяние снега на равнинах;
• обильные продолжительные ливневые дожди;
• быстрое таяние снега в зимних оттепелях;
• нагромождение льдин во время весеннего ледохода в сужениях и излучинах русла реки (затор);
• скопление рыхлого мелкобитого льда (шуги) во время ледостава (в начале зимы) в сужениях и излучинах рек (затор);
• ветровые нагоны воды – воздействие сильного ветра на водную поверхность морей, крупных озер и водохранилищ, а также в устьях рек, впадающих в море;
• прорыв плотин, дамб и естественных природных пре град.
В зависимости от причин возникновения наводнения подразделяются на 5 основных видов: половодья, паводки, наводнения при заторах и зажорах льда на реках, нагонные и при прорыве плотин. В России преобладают половодья и па водки (около 80% всех случаев наводнений).
Половодье – быстрый подъем воды от быстрого весеннего таяния снега. Вода поднимается надолго (от одной-двух недель до месяца) и затопляет прилегающую местность.
Паводок – интенсивный, сравнительно кратковременный подъем воды с быстрым течением из-за ливней или зимних оттепелей. Паводки возникают внезапно и держатся обычно 2-3 ч, однако могут быть и более длительными.
По размерам или масштабам и по наносимому ущербу, как правило, выделяют четыре группы наводнений:
• низкие (малые) наводнения. Наблюдаются в основном на равнинных реках, наносят незначительный материальный ущерб и почти не нарушают ритма жизни населения;
• 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 приводят к частичной эвакуации населения;
• выдающиеся наводнения. Такие наводнения охватывают целые речные бассейны. Они парализуют хозяйственную деятельность, наносят большой материальный ущерб, приводят к массовой эвакуации населения и материальных ценностей;
• катастрофические наводнения. Они вызывают затопления громадных территорий в пределах одной или не скольких речных систем. Такие наводнения приводят к громадным материальным убыткам и гибели людей.
Главными поражающими факторами наводнения являются: поток воды с высоким уровнем подъема и значительными скоростями течения; площадь и продолжительность затопления местности; состав водного потока; высокая скорость подъема уровня воды; навалы больших масс льда или деревьев (закупоривание русла рек); волна прорана (прорыва), которая проявляется в виде непосредственного обрушения на людей и сооружения масс воды, движущейся с большой скоростью.
Непосредственный материальный ущерб от наводнений заключается в разрушении жилых и производственных зданий, автомобильных и железных дорог, линий электропередач и связи, мелиоративных систем, гибели скота и урожая сельскохозяйственных культур, порче и уничтожении сырья, топлива, продуктов питания, кормов, удобрений и т. д. Наводнения могут сопровождаться пожарами вследствие обрыва и короткого замыкания электрокабелей и проводов, а так же разрывами водопроводных и канализационных труб, электрических, телевизионных и других подземных кабелей из-за последующей неравномерной осадки грунта.
Сохранившиеся затопленные здания теряют капитальность. Деревянные здания повреждаются гнилью. Отваливается штукатурка с выпадением кирпичей. Металлические конструкции и арматура железобетона подвергается коррозии. Возникает опасность заражения, загрязнения территорий, вспышек эпизоотий, что приводит к вспышкам заразных болезней среди населения.
Величина ущерба, наносимого наводнениями, зависит от высоты и объема подъема уровня воды, площади затоплений, своевременности их прогноза, наличия и состояния защитных гидротехнических сооружений, от степени заселенности и сельскохозяйственной освоенности речных долин и пойм.
Наиболее тяжелыми последствиями сопровождаются гидродинамические аварии – чрезвычайные события, связанные с разрушением гидротехнического сооружения (плотины, шлюза) и неуправляемым перемещением больших масс воды, что вызывает повреждение объектов и затопление обширных территорий.
Серьезную опасность представляет состояние гидротехнических сооружений. Сейчас в стране эксплуатируются более 28,5 тыс. водохранилищ, 510 накопителей промышленных стоков и отходов, в том числе 330 крупных водохранилищ ем костью более 10 млн. м3. Из 3685 гидротехнических сооружений 1883 бесхозных (50%). В зонах потенциального затопления проживают около 10 млн. человек.
Основными поражающими факторами при авариях на гидротехнических сооружениях являются разрушительная волна прорыва, водный поток и воды, затопившие территорию суши, объекты. Опасность усугубляется тем, что эти аварии происходят неожиданно, вода с большой силой и скоростью устремляется вниз по течению, все сметая на пути.
Примером возможных последствий наводнения при прорыве плотины может служить исследование плотины Цимлянского водохранилища. При разрушении плотины зона катастрофического затопления (зона, в пределах которой имеют место массовые потери людей, разрушение зданий и сооружений, повреждение или уничтожение материальных ценностей) достигает общей длины 312 км, а площадь ее – 500 тыс. км2.
В эту зону попадает 158 населенных пунктов. Потребуется эвакуация 280 тыс. человек, сотни тысяч голов крупного рогатого скота и 37,6 тыс. свиней. На берег Дона в районе Ростова волна высотой 8 м придет через 8~ 10 ч после прорыва плотины.
Волна прорыва может вызвать также обрушения высоких берегов на Нижнем Дону или, напротив, формирование застойных зон в мелководных отчленениях долины реки. В море будет выноситься большое количество материала, в том числе токсичного из разрушенных складов и производств. Волна прорыва скажется на функционировании Волго-Донского канала, который подпитывается водой из Цимлянского водохранилища.
При собственной емкости водохранилища 11,5 км3 в половодье при величине притока в 5500 м3 объем его достигает 16 км3.
Регулирование притока и сброса воды из водохранилища в Ростовской области невозможно ввиду отсутствия на ее территории водохранилищ. Все они оказались сегодня за границей области. Очень сложно также строительство защитных дамб и отводных каналов. Эти сложности вызывают необходимость аварийного сброса воды из водохранилища. А уже при сбросе воды со скоростью 2500 м/с происходит затопление поймы в 11 районах области. Общая площадь затопления достигает 111 тыс. га, в том числе 18 тыс. га пахотных земель.
Спуск воды из водохранилища приведет к образованию мелководных застойных зон, которые опасны как источники неблагоприятных бактериологических ситуаций. Для верхних бьефов гидроузлов характерны косвенные потери, связанные с нарушением водо- и электроснабжения, водных путей, поступлением в нижний бьеф загрязненных вод.
Для городов при наводнении характерным являются утрата прочности сооружений в результате подмыва, разрывы канализационных и водопроводных труб, газовых, электрических и других магистралей. Это объясняется неравномерной просадкой грунта.
Сильные и продолжительные ветры над акваторией моря создают однородный воздушный поток, вызывающий наклон уровенной поверхности – источник возникновения сгонно-нагонных колебаний уровня воды. При значительных понижениях уровня моря – сгонах происходит временное обмеление рек, нарушающее условия судоходства и рыболовства. Более серьезные последствия вызывают противоположные явления – нагоны.
Нагоны возникают, как правило, на пологих участках побережья при глубине моря менее 20 м. Ветер запирает течение реки в устье при впадении в море, и вода разливается, затапливая огромные прибрежные территории. Так, катастрофический нагон воды в Азовском море в ночь на 1 мар та 1914 г. затопил все побережье от Темрюка до устья Дона. Образовавшиеся волны разбивали суда и выбрасывали их на берег. Вода размыла железнодорожное полотно, разрушила 380 строений. Имелись многочисленные человеческие жертвы. Из районов, которым угрожала опасность, население эвакуировалось.
Немаловажной причиной наводнений в паводковый пери од является большое количество на реках бесхозных гидротехнических сооружений. А ведь от их состояния зависит ре жим регулирования сброса воды в паводковый период. Их со стояние не контролируется. В этих случаях паводковая вода может вести себя непредсказуемо.
Наводнения бывают кратковременные (до двух недель) и длительные. Примером длительного наводнения является поднимающийся вот уже 15 лет уровень Каспия. Затопление побережья стало социально-экономической катастрофой для местного населения. Скорость подъема составляет 14-20 см в год. С 1978 г. уровень Каспия поднялся на 2,6 м, а в 1995 г. – на 2,5 м. Уж погибло 300 тыс. га плодородной земли, 30 населенных пунктов, 15 нефтескважин ушли под воду, выведены из строя линии электропередач, железные дороги. Еще 40- 50 см подъема, и катастрофа коснется Астрахани, погибнет еще 0,5 млн. га плодородной земли. Сегодня «лишнюю воду» Волга в своей дельте принять не может! Вода потечет не по руслу реки, а выйдет из берегов и разольется по окрестностям. Ежегодный ущерб от наступления Каспия исчисляется в 10-13 млрд. руб.
При наводнениях возможно возникновение вторичных поражающих факторов: пожаров вследствие замыкания в электросетях; обрушение зданий и сооружений под воздействием водного потока и подмывания их оснований; оползней и обвалов от размыва грунта, а также аварий на транспорте.
Мероприятия по защите от наводнений – долгосрочные и проводимые непосредственно перед угрозой наводнения. К долгосрочным относятся строительство дамб, защитных валов дренажных систем, накопление аварийных материалов для заделывания промоин и создание условий хранения спасательных защитных средств, выбор и подготовка мест эвакуации, создание там запасов, особенно корма для скота.
Определенный эффект дает также устройство прудов, запаней и других емкостей в логах, балках и оврагах для перехвата талых и дождевых вод. Для средних и крупных рек единственное радикальное средство —- это регулирование паводочного стока с помощью водохранилищ.
Кроме того, для защиты от наводнения широко применяется давно известный способ – устройство дамб. Для ликвидации опасности образования заторов производятся спрямление, расчистка и углубление отдельных участков русла реки, а также разрушение льда взрывами за 10-15 дней до ее вскрытия. Наибольший эффект достигается при закладке зарядов под лед на глубину, в 2,5 раза превышающую его толщину. Тот же результат дает посыпание ледяного покрова молотым шлаком с добавкой соли (также за 15-25 дней до вскрытия реки).
Заторы льда при толщине его скоплений не более 3-4 м также ликвидируются с помощью речных ледоколов.
Мероприятия второй категории – герметизация подвалов, заделка дверей и окон на первых этажах, вынос необходимого имущества, покрытие густой смазкой оставляемого. В доме отключают электро- и газовые магистрали. Эти меры помогут снизить потери на 60~65%.
При внезапном катастрофическом затоплении для спасения от удара волны прорыва необходимо быстро занять ближайшее возвышенное место, взобраться на ствол крупного дерева, верхние ярусы прочных сооружений. В случае на хождения в воде при приближении волны прорыва нырнуть в глубину у основания волны. Оказавшись в воде, попытаться как можно быстрее выбраться на насыпь дороги или брод, по которым можно добраться до незатопленной территории.