Общие сведения о наводнения на реках
Под наводнением понимается затопление водой прилегающей к реке, озеру или водохранилищу местности, которое причиняет материальный ущерб, наносит урон здоровью населения или приводит к гибели людей [1, 2].
На территории России угроза наводнений существует примерно для 746 городов и нескольких тысяч населенных пунктов.
По повторяемости, площади распространения и среднегодовому материальному ущербу, наводнение занимает первое место среди стихийных бедствий и уступают лишь землетрясениям.
Особенностью наводнений, как и некоторых других чрезвычайных ситуаций природного характера, является то, что их невозможно предотвратить. Решая же проблему наводнений, можно, используя различные организационно-технические решения, только снизить возможный ущерб от них. Причем величина ущерба от наводнения в значительной мере зависит от степени заселенности и застройки городов и населенных пунктов. Поэтому наводнения представляют собой не только явления природы, но и явление социального порядка.
Основными причинами наводнений являются: весеннее снеготаяние (половодье); выпадение ливневых или дождевых осадков (паводки); ветровой нагон воды; заторы льда на реках; прорыв плотин и ограждающих дамб; завалы рек при землетрясениях, горных обвалах или селевых потоках и т.п. Весьма опасны наводнения связанные с разрушением гидротехнических сооружений (ГЭС, дамбы, плотины).
В зависимости от причин возникновения, как правило, выделяют пять групп наводнений:
а) 1-я группа - наводнения связанные, в основном, с максимальным стоком от весеннего таяния снега. Такие наводнения отличаются значительным и довольно длительным подъемом уровня воды в реке и называются, обычно, половодьем.
б) 2-я группа - наводнения формируемые интенсивными дождями. Они характеризуются интенсивными, сравнительно кратковременными подъемами уровня воды и называются паводками.
в) 3-я группа - наводнения вызываемые, в основном, большим сопротивлением, которое водный поток встречает в реке. Это обычно происходит в начале и в конце зимы при заторах и зажорах льда.
г) 4-я группа - наводнения создаваемые ветровыми нагонами воды на крупных озерах и водохранилищах, а также в морских устьях рек.
д) 5-я группа - наводнения создаваемые при прорыве или разрушении гидроузлов.
По размерам или масштабам и по наносимому ущербу наводнения, как правило, делятся на четыре группы (табл. 1.1) [1, 2, 3].
Таблица 1.1 - Классификация наводнений по масштабам распространения
| Класс наводнения | Масштаб распространения наводнения |
| 1 Низкие (малые) наводнения | Охватывают небольшие прибрежные территории, затопляется менее 10 % сельскохозяйственных угодий, расположенных в низких местах. Наносится незначительный материальный ущерб, почти не нарушается ритм жизни населения. |
| 2 Высокие наводнения | Охватывают сравнительно большие участки речных долин, затопляется 10-15 % сельскохозяйственных угодий. Существенно нарушают хозяйственный и бытовой уклад населения, вызывают необходимость частичной эвакуации людей. Наносится ощутимый материальный и моральный ущерб. |
| 3 Выдающиеся наводнения | Охватывают целые речные бассейны, затопляется 50-70 % сельскохозяйственных угодий и ряд населенных пунктов. Наносится большой материальный ущерб, парализуют хозяйственную деятельность и резко нарушают бытовой уклад населения. Вызывают необходимость массовой эвакуации населения и материальных ценностей, проведения мероприятий по защите наиболее важных объектов экономики. |
| 4 Катастрофические наводнения | Затопляется территория в пределах одной или нескольких речных систем, более 70 % сельскохозяйственных угодий, большое количество населенных пунктов, предприятий и коммуникаций. Наносится огромный материальный ущерб, полностью парализуется хозяйственная и производственная деятельность, изменяется уклад жизни. |
Основными поражающими факторами наводнений являются затопление местности, населенных пунктов, объектов экономики и угодий высоким уровнем воды и на длительное время; низкая температура воды, ограничивающая выживание людей и животных в этих условиях; быстрое течение воды, вызывающее разрушение и повреждение зданий, сооружений, коммуникаций, технологических систем, порчу материальных средств, загрязнение гидросферы, почвы, грунтов
Характер поражения людей, объектов экономики, сельскохозяйственных животных и объемы АСР зависят от типа, масштаба и интенсивности развития наводнения, а также от заблаговременности предупреждения населения об опасности и принятых мерах по его защите, а также от степени подготовки данной территории и объектов к защите от этого наводнений.
При низких наводнениях возможно кратковременное блокирование людей, проживающих в зданиях, расположенных в низменных местах, а также сельскохозяйственных животных. Возможны повреждения зданий, дорог, дорожных сооружений и линий связи на направлениях течения основных потоков; как исключение - гибель отдельных людей и животных.
При высоких наводнениях возникает необходимость проведения частичной эвакуации населения и сельскохозяйственных животных из населенных пунктов. Возможно повреждение отдельных зданий, сооружений, участков дорог, дорожных сооружений, линий связи и энергоснабжения. Не исключается гибель людей. Требуется проведение АСР.
При выдающихся наводнениях требуется проведение массовой эвакуации населения, сельскохозяйственных животных и материальных ценностей из зон затопления. Происходит повреждение зданий и сооружений, разрушение значительных участков дорог, дорожных сооружений, линий связи и электролиний. Возможна гибель людей. Требуется проведение больших объемов АСР.
При катастрофических затопленияххарактер поражения людей и объектов экономики, а также объемы АСР зависят от заблаговременности предупреждения населения об угрозе затопления и принятых мер защиты.
При несвоевременном принятии мер защиты возможны: массовая гибель людей и сельскохозяйственных животных; блокирование людей; разрушение и значительное повреждение объектов экономики. Возникает необходимость проведения крупномасштабных АСР, эвакуации людей из населенных пунктов.
Основными критическими значениями потока воды, при превышении которых возможна массовая гибель людей и животных, оказавшихся в зоне ее прохождения, являются глубина потока свыше 1,5 м и скорость потока более 1,5 м/сек.
Помимо воздействия на людей непосредственно водного потока угрозу для их жизни и здоровья представляют аспирация воды (попадание ее в дыхательные пути человека); длительное пребывание в холодной воде.
Время безопасного пребывания человека в воде определяется ее температурой. Длительность выживания в воде человека с хорошим здоровьем показана в табл. 1.3 [2].
Таблица 1.3 - Выживаемость человека в воде в зависимости от ее температуры
| Температура воды, °С | Длительность выживания, ч | |
| в спасательном жилете | в обычной одежде | |
| + 15 … 20 | до 12 | до 5-6 |
| + 10 … 15 | 2-3 | |
| + 4 … 10 | 0,5-1 | |
| + 2 … 4 | 1,5 | 10-15 мин |
| ниже + 2 | менее 45 мин | 2-3 мин |
Величина параметров потока воды при наводнениях, вызывающих ту или иную степень разрушения зданий и сооружений, коммуникаций и дорожных сооружений, зависит от характера объекта, его формы и размеров, строительных конструкций и степени их проницаемости, характеристики грунта, служащего основанием фундамента.
Параметры потока воды, вызывающие разрушение объектов (зданий, сооружений и коммуникаций), приведены в табл. 1.4 и 1.5, а в табл. 1.6 - предельно допустимые скорости водного потока, при которых обеспечивается их сохранность.
Таблица 1.4 - Параметры потока воды, вызывающие разрушение зданий
и сооружений различных типов
| Тип здания | Полное разрушение | Среднее разрушение | Слабое разрушение | |||
| h, м | V, м/с | h, м | V, м/с | h, м | V, м/с | |
| 1 Деревянные жилые дома | 2,5 | 1,5 | ||||
| 2 Кирпичные малоэтажные здания | 2,5 | |||||
| 3 Промышленные здания с легким каркасом | 2,5 | 3,5 | 1,5 |
Примечание: h - глубина потока;
V - скорость течения потока.
Таблица 1.5 - Параметры потока воды, вызывающие разрушение мостов
и дорог
| Наименование объектов | Полное разрушение | Среднее разрушение | Слабое разрушение | |||
| h, м | V, м/с | h, м | V, м/с | h, м | V, м/с | |
| 1 Деревянные мосты | 1,5 | 0,5 | 0,5 | |||
| 2 Железобетонные мосты | 0,5 | 0,5 | ||||
| 3 Металлические мосты | 0,5 | 0,5 | ||||
| 4 Железнодорожные пути | 0,5 | 0,5 | ||||
| 5 Шоссейные дороги | 1,5 |
Примечание: h - глубина потока;
V - скорость течения
Таблица 1.6 - Предельно допустимые скорости водного потока, при которых
обеспечивается сохранность объектов
| Наименование объектов | Скорость потока (м/с) при глубине, м | |||
| 0,4 | ||||
| 1 Железнодорожные пути 2 Шоссейные дороги с асфальтобетонным покрытием 3 Дороги с гравием (щебеночным покрытием) | 1,5 2,1 1,5 | 1,8 2,5 1,8 | 2,1 2,9 2,1 | 2,3 3,1 2,3 |