Опасные и неблагоприятные явления природы на территории бывшего СССР
Источник: Библиотека экстремальных ситуаций
Справочно-методический сборник в 35 томах
Редактор и составитель Лучанский Григорий
Москва, ФГУНПП «Аэрогеология», 1995 г.
Опасные колебания уровня водотоков и водоемов
К этой группе относятся различные быстропроникающие наводнения и медленные изменения уровня океана и бессточных озер. Факторы опасности при этом: высота изменений уровня, влияющая на площадь заливаемой или осушаемой территории; скорость изменения уровня; продолжительность периода его отклонения от нормы; а для наводнений - также сопровождающие явления (ветер, температура воздуха, оползни и размывы грунта и т.п.). По исходным причинам наводнения делятся на нагонные, ливневые (дождевые), половодья (связанные с таянием снега и ледников), зажорные и заторные, завальные и прорывные.
Наводнения на реках делят по высоте: на низкие (затопление низкой поймы); средние (затапливаются высокие поймы, частично заселенные); сильные (частично затапливаются города, коммуникации, требуется эвакуация населения); катастрофические (существенно затапливаются города, требуются крупные аварийно-спасательные работы, массовая эвакуация).
В каждом районе случаются, как правило, разные типы наводнений, причем сильные и катастрофические создаются обычно совпадением двух и более факторов (например, снеготаяние + ливни, ливни + прорыв плотин и т.п.).
Наводнения (не считая тех нагонных, которые сопровождают ураганы) занимают в мире первое место по числу создаваемых ими стихийных бедствий (около 40% всех бедствий), второе-третье места по числу жертв (7,5 тыс. человек в год в 1947 - 1970 гг.).
Нагонные наводнения возникают на приморских территориях при прохождении глубоких циклонов, особенно ураганов, они упоминались выше.
Ливневые наводнения (дождевые) - наиболее распространенный тип наводнений. Они возможны повсеместно (даже в пустынях), кроме Арктики и Антарктики, но наиболее сильны между 40° с.ш. и 40° ю.ш., в районах с муссонным климатом. Особенно резкое (до стократного) увеличение максимальных расходов относительно среднегодовых происходит в аридных районах (поскольку среднегодовые расходы малы) и в районах с малой водопоглощающей способностью грунтов - в городах с большой долей скальных поверхностей, в области распространения многолетней мерзлоты, в асфальтированных городах.
В бывшем СССР угрозе наводнений подвержено приблизительно 3% равнинных территорий, ливневые наводнения наиболее часты на Дальнем Востоке с его муссонным климатом и западнее до Читинской области, куда достигает влияние тихоокеанских циклонов, а также на Украине, Северном Кавказе и в Закавказье. Уровень р. Амур и др. на Дальнем Востоке может подниматься на 10 и более метров. Гибнут посевы, пастбища, скот, повреждаются дороги, ЛЭП, населенные пункты, останавливаются предприятия.
В начале июля 1991 г. катастрофическое наводнение в Молдавии было вызвано ливневыми дождями и прорывом плотин прудов и мелких водохранилищ. Высота волны прорыва достигла 12,5 м, ливневый подъем воды в реках - более 3,5 м.
Половодья и паводки снеготаяния распространены в областях, где бывает снежный покров, приблизительно на 1/3 площади суши. Наиболее характерны они в Евразии и Северной Америке - на равнинах и в горно-ледниковых районах. На равнинах половодья длятся 15 -20 дней на малых и до 2 - 3 месяцев на больших реках, в горах - все лето. Паводки - пики половодья - длятся до 15 - 35 дней. Во внутриконтинентальных районах, где обильные ливни относительно редки, паводки снеготаяния могут быть главной причиной наводнения.
На территории бывшего СССР сильные (выдающиеся) наводнения этого типа происходят в среднем 1 раз в 10 - 20 лет. Для них требуется сочетание обильного осеннего увлажнения грунта и бурного («дружного») снеготаяния. Примером служит наводнение в Башкирии в апреле-мае. 1990 г. Бурное снеготаяние сопровождалось проливными теплыми дождями, уровень рек поднялся на 9 м выше обычного ( в р. Белой). Затронуты более 130 населенных пунктов, включая г. Уфу, разрушено 90 мостов и т.п., погибло 12 человек. Несколько позже, в конце мая, подобные события произошли в Эвенкии: уровень воды в р. Нижней Тунгуске поднялся на 26 м, были частично затоплены г. Тура и ряд поселков.
Зажорные и заторные наводнения приурочены к предгорным и равнинным участкам рек, покрывающихся льдами. К ним относится большинство рек Евразии и Северной Америки севернее 35° с.ш. Зажоры представляют собой скопления шуги и мелкобитого льда, образующихся в зимнее время; заторы-скопления льдин во время весеннего ледохода.
На территории бывшего СССР на 1100 реках насчитывается более 2400 заторных и зажорных участков. Для образования зажора требуется много внутриводного льда - шуги. Соответствующие условия создаются на участках с активным перемешиванием воды - на предгорных реках и наиболее крутых участках равнинных рек. Толщина зажорных скоплений льда на Ангаре, Амударье достигает 10 -15 м, длина - 25 км, сокращение площади сечения русла - на величину до 80%. Зажорные наводнения наблюдаются даже в зимний маловодный период и могут превышать паводок на Кавказе, в Молдавии, Карелии, Средней Азии, в верховьях Енисея, на Камчатке. Зажорный подъем уровня достигает 5 - 6 м на Северной Двине, Западной Двине, реках Алтая, 6 - 7 м на Ангаре и Енисее, до 12 м на р. Нарым.
Заторы характерны для рек, вскрытие которых ото льда начинается с верховьев и происходит механическим путем. Это - все реки, текущие на север, прежде всего реки Сибири и севера Европейской части страны. В низовьях Лены длина заторов достигает 50 - 100 км, продолжение их существования - 12 - 15 дней. Заторный подъем воды над максимальным уровнем половодья часто достигает 4 - 6 м, максимально - до 10 м; на многих крупных реках Сибири и Дальнего Востока, на Северной Двине, Печоре, Западной Двине, в верховьях Днепра. На крупных реках Сибири ежегодная повторяемость заторов составляет 70 - 100%. Наиболее известны заторные наводнения у Архангельска на Северной Двине (приблизительно 1 раз в 4 года, высота поднятия уровня воды - до 10 м); на Оби и ее притоках, где под постоянной угрозой находятся Тобольск, Кемерово и др. города; на Енисее и его притоках, где в двадцатом веке произошло 6 катастрофических и много выдающихся (в Красноярске, Енисейске и др. городах) наводнений.
Цунами
Цунами - волны в морях и океанах, возникающие чаще всего вследствие вертикального сдвига дна при землетрясениях, подводных оползнях, реже - вследствие взрывных извержений вулканов. Кроме того, цунами возможны при обрушении берегов.
Внезапный подъем по разлому значительных участков дна океана приводит к поднятию многокилометрового столба воды выше ее обычного уровня. Такой же эффект наблюдается при опускании морского дна. Однако, сейсмогенные цунами в области возникновения имеют в высоту немногие дециметры, редко до 5 м, т.е. не ту высоту, на которую сместилось по вертикали морское дно. Масса перемещается вверх и вниз столба воды вызывает появление поверхностных волн, которые распространяются по всему океану, подобно ряби от брошенного в воду камня. Во время цунами переносятся миллиарды тонн воды. Колоссальная энергия гонит ее на расстояние до 10 - 15 тыс. км. Характерной чертой цунами является ее большая длина - десятки км и скорость распространения - 800 - 1000 км/ч по океану. Волны следуют с интервалом около 10 минут.
В океане каждая волна цунами представляет собой невысокий бугор (до 1,5 м) и протяженностью в десятки километров. Люди на корабле, под которым пройдет такая волна, ничего не заметят. Однако, подходя к берегу или мелководью, скорость цунами очень сильно тормозится - до 50 км/ч. Основание волны задерживается, а энергия идет на увеличение высоты волны и возникает водяная стена 10 - 12 м высотой, фронт волны разворачивается параллельно берегу. Наиболее неблагоприятные условия складываются в узких У-образных длинных заливах, в которых высота сейсмической волны увеличивается до 40 -60 м, а вулканогенной - до 100 м (при взрыве вулкана Санторин около 1410 г. до н.э., который опустил берега Средиземного моря). Наиболее высокий заплеск цунами на берег (до 600 м) отмечен в заливе Литуйя на Аляске в июле 1958 г., он был порожден сейсмогенным обвалом.
В последние 50 лет в мире отмечено около 70 сейсмогенных цунами опасных размеров, из них 4% - в Средиземном море, 8% - в Атлантике, остальные - в Тихом океане. Наиболее цунамиопасны берега Японии, Гавайских и Алеутских островов, Филлипин, Индонезии, Чили, Перу, Н.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.
Предвестниками цунами выступают либо отступание морской воды от берега и обнажение дна на сотни метров, что происходит в течение нескольких минут, либо сначала море поднимается значительно выше самого высокого уровня прилива (до 5 м), а затем отходит на сотни метров, и уровень воды опускается ниже самого низкого отлива. Затем на берег с громадной скоростью - 50 - 200 км/ч - накатывается серия волн. Самой высокой обычно оказывается не первая волна, а одна из первых десяти. После наката волны на сушу уровень воды держится в течение нескольких минут (15 - 20) выше обычного на несколько метров. Затем начинается стремительное отступление моря, вода как бы высасывается насосом, унося обломки разрушенных зданий и различные предметы. На смену идет новая волна, интервалы между ними составляют 5-90 минут. Суммарная продолжительность их накатывания может достигать нескольких часов.
Разрушительные воздействия цунами складываются из подъемной силы воды, давления (удара) водного потока, ударов влекомого материала. Крупные цунами сметают и разрушают постройки, оставляя лишь фундаменты, выбрасывают на берег или топят суда, смывают почву с полей, разрушают берег, все это сопровождается смертью тысяч человек. Вглубь побережья волны проникают более чем на 500м.
На территории бывшего СССР опасности цунами подвергаются восточное побережье полуострова Камчатка и Курильские острова. Сильное цунами обрушилось осенью 1952 г. на этот район. Очаг подводного землетрясения был сравнительно недалеко (в пределах Курило-Камчатского глубоководного желоба). Волны быстро достигли Курильских островов и на острове Парамушир в некоторых местах поднялись до высоты 18 м. После сильного землетрясения, через 45 минут на остров Парамушир и др. обрушилась страшная волна. В г. Северо-Курильске утонуло несколько тысяч человек.
После этих трагических событий в СССР начала формироваться служба предупреждения цунами.
Экстремальное количество и время выпадения осадков и связанные с этим наводнения
Для возбуждения крупных ливневых наводнений достаточно выпадения 140 - 160 мм осадков в сутки при прохождении циклонов, а на малых водотоках - даже интенсивных внутримассовых ливней. Чаще говорят, что наводнение вызывается выпадением месячной нормы осадков за сутки. Более слабые наводнения, сели, оползни, вспышки эрозии обеспечиваются осадками интенсивностью 60 - 70 мм/сутки. Для размера бедствия оказывается важной не только пиковая абсолютная и относительная интенсивность осадков, но и ход предыдущих дождей.
В умеренном климатическом поясе величина интенсивности ливней невелика: в Англии, Молдавии, Украине (100 - 200 мм/сутки), 40 - 60 мм/ч (а над крупными городами - 60 - 100 мм/ч), в центральных районах Европейской части РФ - 50 - 100 мм/сутки, 30 - 50 мм/ч, в северных районах - до 50 мм/сутки. Для сравнения, при тропических циклонах интенсивность ливней нередко превышает 150 мм/сутки и достигает 500 - 800 мм/сутки (рекорд на о. Реюньон в мае 1952 г. -1850 мм/сутки). Ливень длится обычно 5-10 часов. За 10 - 20 часов может выпасть вся годовая норма осадков.
Катастрофический локальный ливень в Днепропетровске в июле 1977 г. (за два часа в центре города выпало 120 мм осадков, в окрестностях - 70 мм) вызвал краткосрочное наводнение. Местами слой воды достигал 1 - 1,5 м. Остановился транспорт, были затоплены подвалы, склады, потоками разрушены некоторые деревянные дома, местами смыто асфальтовое покрытие улиц, выворочены деревья.
