Безопасность в условиях гидрологических ЧС
ЧС гидрологического характера подразделяются на бедствия, вызываемые:
• высоким уровнем воды — наводнения, при которых происходит затопление пониженных частей городов и населенных пунктов, посевов сельскохозяйственных культур, повреждение промышленных и транспортных объектов;
• низким уровнем воды, когда нарушается судоходство, водоснабжение городов и народнохозяйственных объектов, оросительных систем;
К этой группе ЧС можно отнести и морские гидрологические явления – цунами, сильные волнения на морях и океанах, напор льдов и интенсивных их дрейф.
Наводнения
Различают такие понятия, как половодье, паводок и наводнение.
Половодьем называют ежегодно повторяющиеся в один и тот же сезон относительно длительное увеличение водоносности рек, сопровождающееся повышением уровня воды.
Паводок — сравнительно кратковременное и непериодическое поднятие уровня вод. Следующие один за другим паводки могут образовать половодье, а последнее — наводнение.
Значительное затопление водой местности в результате подъема уровня воды в реке, озере или море, вызываемого различными причинами, называется наводнением.
Наводнение — наиболее распространенная природная опасность. Наводнение на реке происходит от резкого возрастания количества воды вследствие таяния снега или ледников, расположенных в ее бассейне, а также в результате выпадения обильных осадков. Наводнения нередко вызывают загромождение русла льдом при ледоходе (затор) или закупоривание русла внутренним льдом под неподвижным ледяным покровом и образование ледяной пробки (зажор). Наводнения нередко возникают под действием ветров, нагоняющих воду с моря и вызывающих повышение уровня за счет задержки в устье приносимой рекой воды. Эти наводнения называют нагонными.
Затор — это скопление льда в русле, ограничивающее течение реки, в результате чего происходит подъем воды и ее разлив. Затор образуется обычно в конце зимы и в весенний период при вскрытии рек во время разрушения ледяного покрова. Состоит он из крупных и мелких льдин.
Зажор — явление, сходное с затором льда. Однако, во-первых, зажор состоит из скопления рыхлого льда (шуга, небольшие льдинки), тогда как затор есть скопление крупных и в меньшей степени небольших льдин. Во-вторых, зажор льда наблюдается в начале зимы, в то время как затор — в конце зимы и весной.
Главная причина образования затора — задержка процесса вскрытия льда на тех реках, где кромка ледяного покрова весной смещается сверху вниз по течению. Движущийся сверху раздробленный лед встречает на пути еще не нарушенный ледяной покров. Различные русловые препятствия, например, крутые повороты, сужения, острова, изменение уклона поверхности от большего к меньшему, лишь усиливают процесс.
Зажоры образуются на реках в период формирования ледяного покрова. Необходимым условием образования является возникновение в русле внутриводного льда и его вовлечение под кромку ледяного покрова. Решающее значение имеет поверхностная скорость течения (более 0,4 м/с), а также температура воздуха в период замерзания. Зажоры образуются на островах, отмелях, валунах, крутых поворотах, в местах сужения русла.
Главным критерием при классификации заторов или зажоров является их мощность. Они подразделяются на катастрофически мощные, сильные, средние и слабые. Катастрофически мощный затор или зажор определяется так: к рассчитанному максимальному уровню весеннего половодья добавляют 5 м и более; для сильных — от 3 до 5 м, средних — 3 м и меньше. При слабых заторах и зажорах в величины наивысших уровней воды весеннего половодья поправки не вводятся.
Применяется также такая характеристика, как продолжительность затора или зажора. Затор льда — явление кратковременное. Высокий уровень держится обычно от 0,5 до 1,5 суток. Бывали случаи и более длительного стояния, но они всегда связаны с похолоданием и сокращением стока воды. Период подъема зажорного уровня более Длительный, до 3 суток. Спад уровня обычно происходит за 10—15 суток.
Другой часто применяемой характеристикой заторов и зажоров служит повторяемость этих явлений. Здесь колебания весьма велики. В одних местах они повторяются через 2—5 лет, в других — значительно реже.
Непосредственная опасность этих явлений заключается В резком подъеме воды и в значительных пределах. Вода выходит из берегов и затопляет прилегающую местность, кроме того, опасность представляют и навалы льда на берегах высотой до 15 м, которые часто разрушают прибрежные сооружения.
Зажорные явления связаны с более тяжелыми последствиями, так как они происходят в начале, а иногда и в середине зимы и могут длиться до 1,5 месяца. Разлившаяся вода замерзает на полях и в других местах, усложняя тем самым ликвидацию последствий такого стихийного бедствия.
Мощные и частые заторы льда бывают на реках, вскрытие которых происходит сверху вниз по течению, например, Северная Двина, Печора, Лена, Енисей, Иртыш — реки, текущие с юга на север.
Места образования заторов льда можно разделить на постоянные и непостоянные. Постоянные места известны. Непостоянные — известны меньше, и большей частью это крутые повороты в сочетании с сужением русла.
Заторы на реках — широко распространенное явление и свойственны в основном крупным рекам, например, Северной Двине, Сухоне, Печоре, Енисею и другим.
По частоте зажорных наводнений и величине подъема воды первенство принадлежит двум самым крупным озерным рекам — Ангаре и Неве.
Применение тех или иных технологий ликвидации заторов (зажоров) льда и обвалов зависит от масштабов наводнений и катастрофических затоплений и связанных с ними последствий. Основным способом разрушения ледяного покрова, ликвидации заторов (зажоров) льда, а также обвалов горных пород на сегодня является взрывной способ. Работы выполняются пиротехническими подразделениями, оснащенными плавсредствами и транспортом, оборудованными для доставки взрывчатых веществ и средств взрывания. При катастрофических наводнениях, особенно на крупных реках Севера и Северо-Востока России, текущих с юга на север, практикуется разрушение ледяного покрова, заторов и зажоров льда с использованием бомбардировочной авиации.
Нагоны — это подъем уровня воды, вызванный воздействием ветра на водную поверхность. Такие явления случаются в морских устьях крупных рек, а также на больших озерах и водохранилищах.
Ветровой нагон, так же как половодье, затор, зажор является стихийным бедствием, если уровень воды настолько высок, что происходит затопление городов и населенных пунктов, повреждение промышленных и транспортных объектов, посевов сельскохозяйственных культур.
Главное условие возникновения нагонов — сильный и продолжительный ветер, который характерен для глубоких циклонов. Основной характеристикой, по которой можно судить о величине нагона, является нагонный подъем уровня воды, обычно выражающийся в метрах. Другими величинами служат глубина распространения нагонной волны, площадь и продолжительность затопления.
На величину нагонного уровня влияют скорость и направление ветра. Для морских устьев рек общее — это совпадение нагона по времени с приливом или отливом. Соответственно уровень повысится или понизится. Чем меньше уклон водной поверхности и больше глубина реки, тем на большее расстояние распространяется нагонная волна. Вот почему на крупных реках с малым уклоном волна распространяется на значительно большие расстояния, чем на малых.
Нагонные наводнения нередко охватывают большие территории. Продолжительность затопления обычно колеблется от нескольких десятков часов до нескольких суток. Чем крупнее водоем и меньше его глубина, тем больших размеров достигают нагоны.
Величины подъема уровня при нагонах с повторяемостью примерно один раз в 15—20 лет следующие: на озерах Сегозеро, Сайма, Байкал — 0,20—0,25 м, Белое, Чудское, Ильмень — 0,5—0,6 м, Онежское — 0,7—1,0 м, Азовском море — 1,0—1,5 м, Каспийском море — 2,0—2,5 м. А в 1952 г. в районах Каспийское, Махачкала, Сулак вода поднималась до 4,5 м.
По величине подъема уровня, повторяемости и материальному ущербу нагонные наводнения в устье реки Невы в пределах Санкт-Петербурга занимают первое место в России. Наводнения здесь возникают во все времена года, в том числе и зимой, но самые опасные — осенние. На них приходится до 70%, включая и катастрофические.
Наводнения такого типа наблюдались в дельте Невы, в Голландии, Англии, Гамбурге и других регионах земного шара. Значительная часть Голландии расположена ниже уровня моря. Поэтому здесь издавна строят дамбы. Гамбург, отстоящий на 100 км от устья Эльбы, периодически затопляется в результате штормовых нагонов в Северном море. В 1981 г. подъем воды составил 5,8 м. Катастрофические подъемы воды в Темзе происходили многократно за время существования Лондона и сопровождались человеческими жертвами. Острова дельты Невы, на которых был основан Санкт-Петербург, с 1703 г. более 260 раз заливались водой.
На морских побережьях и островах наводнения могут возникнуть в результате затопления волной, образующейся при землетрясениях, извержениях вулканов, цунами.
Наводнения угрожают 3/4 земной суши. Специалисты считают, что людям грозит опасность, когда слой воды достигает 1 м, а скорость потока превышает 1 м/с. Подъем воды на 3 м уже приводит к разрушению домов. Наводнения приносят и большой материальный ущерб.
Важнейшими характеристиками являются максимальный уровень и максимальный расход воды за время наводнения. С максимальным уровнем связаны площадь, слой и продолжительность затопления местности. К одной из основных характеристик относится и скорость подъёма уровня воды.
Основные характеристики последствий наводнений:
- численность населения, оказавшегося в зоне, подверженной наводнениям (здесь выделяются: количество жертв, количество пострадавших, количество населения, оставшегося без крова и т.п.);
- количество населенных пунктов, попавших в зону, охваченную наводнением (здесь выделяются города, поселки городского типа, сельские населенные пункты, полностью затопленные, частично затопленные, попавшие в зону подтопления);
- количество объектов различных отраслей экономики, оказавшихся в зоне, охваченной наводнением;
- протяженность железных и автомобильных дорог, линий электропередачи, линий коммуникаций и связи, оказавшихся в зоне затопления;
- количество мостов и тоннелей, затопленных, разрушенных и поврежденных в результате наводнения;
- количество жилых домов, затопленных, разрушенных и поврежденных в результате наводнения;
- площадь сельскохозяйственных угодий, охваченных наводнением;
- количество погибших сельскохозяйственных животных и др., а также обобщенные характеристики последствий: величины ущерба, наносимого наводнением.
Наводнения классифицируются в зависимости от причин возникновения на четыре группы:
· связанные с максимальным стоком от весеннего таяния снегов;
· формируемые интенсивными дождями;
· вызванные большим сопротивлением, которое водный поток встречает в реке при заторах (зажорах);
· создаваемые ветровыми нагонами воды на крупных озерах и водохранилищах, а также в морских устьях рек.
Может быть и пятая группа наводнений, связанных с прорывом плотин, но она больше относится к техногенным ЧС.
По масштабам распространения наводнения бывают: низкие или малые – с затоплением до 10% земель; высокие – с затоплением 10-15% земель; выдающиеся (большие) – с затоплением 50-70% земель и ряда населенных и катастрофические с затоплением более 70% земель.
Частота наводнений различна в различных регионах. Низкие наводнения повторяются через 5—10 лет, высокие — через 20—25 лет, выдающиеся — через 50—100 лет, катастрофические не чаще одного раза в 100—200 лет. Продолжительность наводнений — от нескольких до 80—90 дней.
На затопляемой территории выделяют четыре зоны катастрофического затопления:
· 1 зона примыкает непосредственно к гидросооружению или началу природного явления, которая простирается на 6-12 км, высота волны может достигать нескольких метров. Волна характеризуется бурным потоком воды со скоростью течения 30 и более км/час. Время прохождения волны - 30 мин.
· 2 - зона быстрого течения (15-20 км/час). Протяженность этой зоны может быть 15-25 км. Время прохождения волны 50-60 мин.
· 3 - зона среднего течения со скоростью 10-15км/час и протяженность до 30-50км. Время прохождения волны 2-3 часа.
· 4 - зона слабого течения (разлива). Скорость течения может достигать 6-10 км/час. Ее протяженность будет зависить от рельефа местности и может составить 36-70 км от гидросооружения или места начала природного явления.
Санитарные потери
Переохлаждение, ознобление и утопление. Травмы, связанные с падением деревьев, фрагментами построек, авариями на транспорте, разрушением жилья, повреждениями о разбитые стекла и т.д. Пострадавшим на месте оказывают помощь и эвакуируют в безопасное место. При задержке первой медицинской помощи, погибших может быть значительно больше.
Наводнения вследствие аварий на гидродинамически опасных объектах отличаются рядом особенностей (образование волны прорыва при разрушении плотин).
Помимо поражающих факторов, характерных для других наводнений (утопление, механические травмы, переохлаждение), при подобных авариях основное значение имеют механические повреждения:
· непосредственное динамическое воздействие на тело человека волны прорыва,
· травмирующее действие обломков сооружений, разрушаемых волной,
· повреждающее действие различных предметов, вовлекаемых в движение волной.
В зонах затопления запрещено строительство жилья и предприятий. Однако в областях РБ подобные нарушения начинают приобретать устойчивый характер, особенно индивидуальное строительство (коттеджи и дачные участки). На этих территориях можно ждать очередных чрезвычайных ситуаций с гибелью людей, когда дома и предприятия оказываются в зоне затопления.
Оказание экстренной медицинской помощи сразу на большой территории разрозненным группам населения обуславливает работу медицинского персонала небольшими силами на более широком участке, иногда на значительном удалении друг от друга. В некоторых случаях, размещаясь на плавсредствах, медицинский персонал вынужден будут действовать самостоятельно. Все лица, участвующие в спасении на воде, должны быть обеспечены спасательными средствами (поясами, кругами и т.п.).