Наводнения. Все крупные города России расположены вблизи больших и средних рек, а также на морском побережье

Все крупные города России расположены вблизи больших и средних рек, а также на морском побережье. На севере Европейской части страны нет ни одного населенного пункта вне рек и озер.

Так, в зоне затопления Братского водохранилища на р. Ангаре плотность населения была в 6 раз больше, чем в среднем по Иркутской области, а в зоне затопления Токтогульского водохранилища на р. Нарын - в двадцать раз больше, чем в Токтогульском районе. Если на географическую карту нанести только одни города, то она довольно верно отобразит ее гидрографическую сеть.

Как все это совместить с тем, что многие приречные города подвергаются опасности наводнений? Более того, с тем, что повсеместно отмечается тенденция дальнейшей усиленной застройки низких прибрежных территорий? Причины здесь экономического, социального, нравственного порядка. Расположение города вблизи реки предоставляет его жителям ряд преимуществ. Так, в пределах поймы затраты на планировку местности минимальны. Во-первых, эти районы находятся поблизости от старого центра города; во-вторых, стоимость создания системы промышленного и коммунального водоснабжения в этих городах, а также канализационных систем относительно невелика - ввиду малых напоров и коротких расстояний. Наконец, в-третьих, здесь, как правило, залегают молодые алювиальные отложения, которые облегчают производство разного рода работ. Не удивительно поэтому, что человек продолжает буквально штурмовать прибрежные районы особенно в южных районах.

В России угроза наводнений висит над 300 городами и тысячами рабочих поселков и сельскими населенными пунктами. В отдельные неблагоприятные годы убытки от наводнений достигают многих сотен миллионов рублей.

Наводнения делятся на два основных типа. Суша может затопляться реками или морем - так различаются наводнения речные и морские. Наводнения угрожают почти что 3/4 земной поверхности. По статистике ЮНЕСКО от речных наводнений в 1947-1967 годах погибло около 200 тыс. человек (это число не включает жертвы наводнений, вызванных тропическими циклонами). Ущерб при наводнениях еще более значителен, чем в связи с другими катастрофами. Это разрушенные населенные пункты, утонувший скот, эродированные и занесенные грязью земли. Наводнения влекут за собой болезни и голод.

Большая часть Европы, Азии и Северной Америки подвержена действию наводнений, возникновение которых связано с таянием снега. Это типичные сезонные половодья, повторяющиеся в определенные месяцы.

Когда снег тает постепенно или снеговой покров тонок, наводнения не происходит - самое большее, на несколько недель увеличивается расход воды. Подсчитана та критическая масса снега, выше которой прихондится ждать паводка (для разных областей она различна, обычно оценки колеблются между 100 и 150 см). Критическая ситуация возникает тогда, когда после длительной зимы температура резко повышается и держится в течение нескольких дней. На равнинах таяние снегов идет быстрее, и поэтому расход воды равнинных рек повышается приблизительно в 4 раза. Один из рекордов в этом отношении продемонстрировал Енисей в Сибири, расход воды в котором у Игарки равнялся 78000 м ³/с. В горах таяние снегов происходит постепенно, поэтому расход воды горных рек увеличивается в 2-3 раза.

Размеры ущерба при наводнениях зависят от многих причин: высоты и продолжительности таяния, опасных уровней, площади затопления, времени затопления, своевременности прогноза, организованности населения. Однако, несомненно, что чем плотнее застройка, тем больше материальный ущерб, в пересчете на один гектар затопленной площади. В особенности это относится к старым многоэтажным застройкам.

Различают прямой и косвенный ущерб от наводнений.

Виды прямого ущерба:

- повреждение и разрушение жилых и производственных зданий, железных и автомобильных дорог, линий электропередачи и связи, мелиоративных систем и пр.;

- гибель скота и урожая сельскохозяйственных угодий;

- уничтожение и порча сырья, топлива, продуктов питания, кормов, удобрений и пр.;

- затраты на временную эвакуацию населения и перевозку материальных ценностей в незатопляемые места;

- смыв плодородного слоя почвы и занесение почвы песком.

Виды косвенного ущерба:

- затраты на приобретение и доставку в пострадавшие районы продуктов питания, строительных материалов, кормов для скота и т.п.;

- сокращение выработки продукции и замедление темпов развития народного хозяйства;

- ухудшение условий жизни населения;

- невозможность рационального использования территории;

- увеличение амортизационных расходов по содержанию зданий в нормальном состоянии.

Все перечисленные виды ущерба хорошо известны. Менее известно, что наводнение порой сопровождаются пожарами, вследствие обрывов и короткого замыкания электрических кабелей и проводов. Мало известно и то, что здания, периодически попадающие в зону затопления, теряют капитальность: повреждается гнилью дерево, отваливается штукатурка, выпадают кирпичи, подвергаются коррозии металлические конструкции и пр., а главное, из-за разжижения и размыва грунта под фундаментом происходит неравномерная осадка зданий и, как следствие, появляются трещины. Казалось бы, современный город с асфальтированными улицами, зданиями из кирпича и железобетона должен быть менее чувствительным к наводнениям, чем старый город с деревянными строениями. В действительности все обстоит как раз наоборот. Из-за неравномерной осадки грунта происходят частые разрывы канализационных и водопроводных труб, электрических, телевизионных и телеграфных кабелей и пр.

На реках нашей страны зарегистрировано немало выдающихся и даже катастрофических наводнений. Тем не менее они не достигают столь грандиозных размеров как на реках бедствий: По и Арно в Италии, Хуанхе в Китае, Ганге в Индии, Миссисипи в Америке. Главная причина такой разницы заключается в особенностях климата. На большей части нашей страны наводнения происходят во время весеннего паводка, а на Дальнем Востоке - в период летних муссонных дождей, время и место выпадения которых заранее неизвестно.

Если материальный ущерб от наводнений в городе связан главным образом с площадью, глубиной и, отчасти, продолжительностью затопления, то для сельского хозяйства решающее значение имеют время (сезон) и продолжительность затопления. Всякое затопление сельскохозяйственных угодий приводит к вытеснению воздуха из почвы. Поскольку в этом случае в почве прекращается газообмен и в воду поступает углекислота от корней растений, они отравляются собственными выделениями. Это и служит главной причиной падения урожайности и даже гибели растений в результате наводнений.

Прогноз наводнений. В основе предсказания наводнений лежит статистическая обработка материалов по водосборному бассейну или по более обширной территории; Чем меньше паводок, тем выше частота его повторения. Это относится и ко всем другим катастрофам. Так вычисляют паводки однолетние, десятилетние, столетние и т.д. При прогнозе учитывают наиболее неблагоприятные обстоятельства, например сочетание значительных атмосферных осадков, быстрого таяния снега и неблагоприятных растительных морфологических и геологических факторов. При прогнозе максимальных паводков принимаются соответствующие меры защиты всех гидросооружений и населенных пунктов вблизи водотока.

Кроме статистических существуют и эмпирические прогнозы. Таковым является расчет максимального уровня и расхода воды по формулам. К 1978 году было известно 107 таких математических формул. Одну из них, которая учитывает все важные факторы, предложил советский гидролог Ростомов:

(9.5)

где:

Q_m - максимальный расход воды;

C - коэффициент стока;

B - коэффициент распределения атмосферных осадков;

S - коэффициент формы бассейна;

А - площадь бассейна;

R - количество осадков;

R₀ -продолжительность выпадения осадков.

Правила поведения при наводнении. Люди и домашние животные заблаговременно эвакуируются. Перед тем как покинуть дом, необходимо выключить электричество и газ, захватить с собой документы, нужные вещи и необходимый запас продуктов питания. Часть имущества переносят на высокие места или на верхние этажи зданий. Переправа людей разрешается только по обозначенному броду глубиной не более 1 м. В необходимых случаях эвакуация производится на плотах, лодках, катерах, вездеходах и пр.

Причины наводнений. Сезонные половодья - суть компоненты жизни рек и связаны с регулярными климатическими факторами - таянием снегов, муссонными дождями или другими сезонными процессами.

Причины наводнений многообразны, и каждой причине или группе причин соответствует свой вид наводнений.

1. Наводнение, связанное с прохождением очень большого для данной реки расхода воды. Такие наводнения случаются в период весеннего снеготаяния, при выпадении обильных ливневых и дождевых осадков, в случае крушения плотин и при прорывах завальных озер.

2. Наводнения, вызванные, в основном, большим сопротивлением, которое водный поток встречает в реке. Это обычно происходит в начале и в конце зимы при зажорах и заторах льда.

3. Наводнения, обусловленные как прохождением больших расходов воды, так и значительным сопротивлением водному потоку. К ним относятся селевые потоки на горных реках и водно-снеговые потоки в балках, оврагах и ложбинах.

4. Наводнения, создаваемые ветровыми нагонами воды на крупных озерах и водохранилищах, а также в морских устьях рек.

В пределах России преобладают наводнения первой группы. Они встречаются на равнинных и горных реках, в северных и южных районах и т.д. Остальные виды наводнений имеют локальное распространение.

Совершенно особый случай представляют наводнения, возникающие при закупоривании русла рек льдинами. На сибирских реках это происходит. почти ежегодно.

Опасность наводнения. Когда слой воды над затопленной территорией достигает 1 м, а скорость потока превышает 1 м/с, людям грозит опасность. Подъем воды на 3 м уже приводит к разрушению домов. Величина ущерба зависит, конечно, и от продолжительности паводка, и от того, какова по отношению к реке экспозиция застройки. С увеличением расхода воды возрастает скорость течения и количество уносимого водой материала. Во время паводка вода несет много ила и песка, волочит по дну гравий. Скорость потока при наводнении легко достигает 5 м/с. В верхнем течении рек скорости бывают и выше. По результатам опытов и.наблюдениям известно, что поток, имеющий такую скорость, может нести гальку диаметром до 10 см, а по дну перекатывать валуны, в 5 раз более крупные. Паводковая волна подвергается весьма подробному анализу, так как является основой расчета безопасности всего бассейна реки при наводнении. Определяют и, так называемый, кульминационный, то есть максимальный, расход воды. Вычисляют и объем паводковой волны. Это количество воды, протекающее по данному сечению от начала до конца паводковой волны. Так как этот объем велик, его исчисляют в миллионах кубических метров. Паводок в целом на какой-либо реке можно представить как большую и длинную волну, движущуюся по водотоку. Паводки циклически повторяются. Вероятно, что 1 раз в год на определенной реке произойдет паводок определенной величины. Существует и вероятность того, что в течение 10 лет на той же реке случится более сильный паводок, а в течение столетия еще более сильный. Поэтому для. рек вычисляют n -годовые паводки (вместо буквы n подставляется соответствующая цифра, например. 1. 10. 100).

В нормативах должно указываться, в каких случаях проектировщики должны сообразовываться с величиной 10-летних или 100-летних паводков. В отношении крупных сооружений и плотин должны быть учтены паводки тысячелетние. При проектировании низких насыпных плотин учитываются паводки столетние. Сток воды в наших реках зарегулирован плотинами.

Эти сооружения регулируют расход воды, обеспечивают водой промышленные предприятия, сельское хозяйство и население и вырабатывают электрическую энергию.

Величина и длительность паводка зависят от следующих факторов: формы водосборного бассейна и его размеров, интенсивности и продолжительности дождей, водопроницаемости грунтов, масштаба и вида насаждений, величины затопляемой территории, наличия естественных и искусственных водохранилищ.

Способы борьбы с наводнениями. Способы борьбы с наводнениями должны находиться в строгом соответствии с природой самого явления. В противном случае предпринятые меры окажутся малоэффективными. Каждому виду наводнений соответствуют свои способы борьбы. Тем не менее для большинства видов наводнений есть нечто общее. Человек с незапамятных времен вступил в борьбу с водной стихией. Собственно, поначалу это была не борьба, а защита от наводнений. Создавая свои постройки на сваях в устьевых областях, человек не отделялся от реки, которая его кормила и оберегала от диких зверей. В последующем люди стали возводить низкие валы вдоль рек на небольших участках. Благодаря этому им удавалось в большинстве случаев сохранить свои посевы.

Предупреждение о наводнении и защита. Устройство заградительных дамб - один из старейших методов защиты - продолжает сохранять свое значение. На затопляемой пойме расположено множество населенных пунктов и много плодородных земель, и их необходимо охранить от затопления. Заградительные дамбы обеспечивают им полную или частичную защиту от наводнений. Не обязательно возводить дамбы в непосредственной близости от реки: хотя они и должны следовать ее течению, однако, не каждому речному изгибу. Высота дамб зависит от цели и данных контрольных расчетов. Чаще всего сооружаются 3-10-метровые дамбы с уклоном в сторону русла 1: 2, а в противоположную сторону - 1: 3 или 1: 4. Зачастую по гребням дамб прокладывают дороги. Иногда система продольных заградительных валов дополняется поперечными валами и, тем самым, затопляемая территория делится на отдельные клетки. На затопляемых участках, таким образом, сохраняется почва, и они могут использоваться в сельскохозяйственных целях. В защитных дамбах могут быть перекрываемые шлюзы, с помощью которых вода после паводков спускается назад в русло. В отдельных случаях с их помощью удается специально направлять воду, несущую плодородный ил на поля. Заградительные дамбы сооружают из подручных материалов.

На современном этапе основа направления борьбы с наводнениями состоит в уменьшении максимального расхода воды реки путем распределения стока во времени.

Последнее, отчасти, достигается благодаря посадке лесозащитных полос, распашке земли поперек склонов, укреплению прибрежных водоохранных полос древесной и кустарниковой растительностью. Некоторый эффект дает также строительство прудов, запаней, и других емкостей в логах, балках и оврагах для перехвата талых и дождевых вод.

При этом одновременно улучшается водный и тепловой режим полей и лесов, предотвращается водная и ветровая эрозия почв.

Впрочем, как агролесомелиоративные мероприятия, так и создание прудов, если даже они ведутся в широком масштабе, сами по себе могут иметь значение лишь для небольших рек. Для средних и крупных рек единственное радикальное средство - это регулирование паводочного стока с помощью водохранилищ.

Специально для борьбы с наводнениями водохранилища создаются крайне редко - это не оправдано экономически: затраты на создание водохранилища намного превышают ущерб от затопления. Задача борьбы с наводнениями решается в комплексе с задачами гидроэнергетики, водного транспорта и других водопотребителей. Конечной цели удается достичь в том случае, если к моменту наступления максимального приточного расхода в водохранилище имеется некоторый резервный объем для регулирования, или срезки максимума. Суть регулирования в данном случае состоит в том, что протекающая в водохранилище вода частично расходуется на сброс через напорный гидроузел в его нижний бьеф и частично на заполнение порожней емкости.

В общем случае в водохранилище, участвующем в срезке максимума, как бы имеются две емкости - одна для регулирования высокого стока, другая - низкого.

Несмотря на многие отрицательные последствия создания водохранилищ - затопление и подтопление сельскохозяйственных земель, обрушение берегов, пересечение путей миграции рыб и т.п., количество водохранилищ в стране продолжает быстро расти.

Основная причина стремительного роста количества водохранилищ заключается в том, что водные ресурсы в своем естественном состоянии в силу большой неравномерности их распределения во времени и в пространстве не удовлетворяют требованиям народного хозяйства. С увеличением числа водохранилищ растет и число рек, где в той или иной мере попутно решается проблема борьбы с наводнениями.

В арсенале технических средств защиты от наводнений находится также давно известный и широко применяемый способ устройства ограждающих дамб.

Первой, и едва ли не главной, задачей является выбор расстояния между дамбами. Чем ближе дамбы к берегу реки, тем большая площадь поймы защищается ими, но при этом увеличивается высота дамбы, поскольку расход воды, проходивший ранее по руслу и пойме, концентрируется теперь в междамбовом пространстве. В поисках экономически целесообразного решения нередко допускают ежегодный перелив воды через дамбы на короткое время, затем, освобождая земли от затопления, воду откачивают насосами. Это, так называемая, польдерная система ведения сельского хозяйства - ее применяют при защите, полей от весеннего затопления.

Однако в вегетационный период затопление полей не допускается.

Сильное стеснение поперечного сечения реки дамбами неизбежно вызывает заметное повышение максимального уровня воды не только в междамбовом пространстве, но и на некотором участке реки выше дамб. Возрастает также скорость течения в реке, что чревато опасностью саморазмыва русла и разрушения откосов дамбы. Нередко бывает так, что уровень в междамбовом пространстве со временем повышается, и дамбы приходится наращивать. Чаще всего это связано с отложением наносов на участке, расположенном ниже дамб.

При массовом строительстве оградительных дамб в каком-либо речном бассейне возрастает также максимальный расход воды. Ведь поймы, обладающие большой емкостью, перестают участвовать в регулировании паводочного стока, гидрограф паводка обостряется. Подсчитано, что если, например, выполнить обвалование всех припятских пойм площадью около 300 тыс. га, то средние за многолетний период максимальные расходы воды в нижнем течении р. Припять увеличатся в 1, 3-1, 5 раза, а максимальные уровни повысятся на 1-2 м.

Обычно, в зависимости от особенности рельефа - применяют две схемы расположения дамб в плане: сплошную и поучастковую. При сплошном обваловании строят одну дамбу, которая и ограждает всю защищаемую территорию. Она может и прерываться в местах повышения рельефа. Эта схема применяется в тех случаях, если защищается соавнительно небольшая территория и имеется возможность насосной откачки стока воды с этой территории по напорным трубопроводам или отводящим каналам. К обвалованию по участкам прибегают в тех случаях, когда на защищаемой территории протекает довольно значительные водотоки и их насосная перекачка технически невозможна или экономически нецелесообразна.

Самой трудной обычно является задача отвода поверхностных и грунтовых вод с защищаемой территории. На эту территорию выпадают атмосферные осадки в виде дождя и снега. Сюда по уклону может поступать вода с прилегающей территории. Задача отвода воды решается по-разному. Чтобы свести до минимума насосную перекачку воды, вдоль внешнего края защищаемой территории устанавливается нагорная перехватывающая канава. Для ускорения отвода поверхностных вод иногда создается дренажно-коллекторная сеть, с помощью которой воду собирают в колодцы или бассейны.

К устройству дамб обвалования прибегают не только на реках, но также при защите сельскохозяйственных угодий и населенных пунктов на берегах водохранилищ. В первую очередь это относится к зоне вклинивания подпора речных водохранилищ.

История гидрологии и гидротехники знает немало случаев больших и даже выдающихся наводнений вследствии разрушения оградительных валов.

Так в 1936 г. паводок на р. Куре был исключительно высоким. Жителям всех прибрежных поселков пришлось собраться на валах. В самих валах образовалось несколько десятков прорывов, которые в основном удалось быстро заделать. И, тем не менее, площадь затопления составила 57 тыс. га.

Причины аварий оградительных валов разнообразны: усиленная фильтрация воды, перелив воды, размыв берегов, создания разного рода прокопов. В свою очередь, главные причины усиленной фильтрации воды -это плохая подготовка основания дамбы и наличие разного рода отверстий в ней (норы кротов и мышей, выпуски оросительных систем и т.д.). Меры борьбы с фильтрацией таковы: заделка отверстий со стороны наружного откоса дамбы; устройство временного бассейна со стороны низового откоса для создания противодавления. В случае перелива воды подсыпают и утрамбовывают грунт, а в случае размыва откоса укладывают хворост корнями вверх и закрепляют его камнями, устраивают волноломы из плавающих бревен.Любой проран сперва имеет небольшие размеры, но затем быстро увеличивается. Прежде всего надо крепить кольями конец прорана с нижней стороны, а промежутки между кольями закладывать мешками с песком, камнями, кирпичом и т.д.

Залог успеха в предотвращении наводнений, связанных с аварией оградительных валов, состоит в хорошо организованном профилактическом ремонте этих валов. Во время прохождения паводков на валах через каждые 1-3 км устраивают дежурные посты. Аварии наиболее вероятны в ветренную, дождливую погоду. В случае аварии следует действовать быстро, энергично. Не только технический персонал, отвечающий за состояние дамб, но и жители прибрежных населенных пунктов должны четко знать что делать в случае аварии.

Перечень способов борьбы с наводнениями будет неполным, если не упомянуть о спрямлении рек и подсыпке территории.

Уклон водной поверхности при этом возрастает, и соответственно увеличивается скорость течения. Если, например, уклон возрос в 2 раза, то скорость течения увеличивается в 1, 4 раза. В конечном счете, максимальный расход проходит при более низком уровне. Путем спрямления большого по длине участка реки удается понизить максимальный уровень не более чем на 0, 5-1 м, а вместе с расчистками русла - на 1-1, 5 м.

Известно два приема проведения спрямления реки. В случае плотного грунта прокладывается новое русло заданного сечения снизу вверх по течению. В случае же слабого грунта устраивается траншея с площадью поперечного сечения, равной 10-20% будущего сечения русла. Затем водный поток сам разрабатывает себе русло. Рекомендуется, чтобы новое русло имело небольшую кривизну в плане, это усиливает поперечную циркуляцию воды. Верхнему отрезку спрямляемого, участка придается такой угол, чтобы предотвратить размыв берегов.

Последний, общий для всех видов наводнений, способ борьбы - это подсыпка территории. Способ применим лишь для вновь застраиваемой территории при сравнительно небольшой средней высоте подсыпки (до 2-2, 5 м). Обычно стоимость работ по подсыпке территории в два-три раза больше, чем стоимость устройства оградительных дамб. И, тем не менее, к этому способу прибегают довольно часто, поскольку он предпочтительней по градостроительным условиям, а именно: работы можно вести по частям, выравнивается рельеф, город можно вести не отгораживая от водного пространства, полное отсутствие эксплуатационных затрат.

Наводнения в период весеннего половодия на равнинных реках. Основные факторы, обуславливающие высоту весеннего половодья:

1. Запасы воды в снежном покрове.

Первый выпавший снег редко остается на зиму. Обычно в предзимье снег выпадает два-три раза и тут же тает. При этом увлажняется верхний слой почвы, что во многом определяет потери стока половодия.

2. Атмосферные осадки в период снеготаяния и половодья.

Весенние осадки, являясь дополнительным источником питания рек, играют весьма важную роль в формировании максимума весеннего половодья. Можно выделить осадки периода снеготаяния и размерзания почвы, а также осадки последующего весеннего периода до конца половодья.

3. Осенне-зимнее увлажнение почвы к началу весеннего снеготаяния.

Во время зимних оттепелей влажность почвы возрастает настолько, насколько убывают снегозапасы, если, конечно, не возникает зимних паводков. При этом в величину осенней влажности почвы вводится соответствующая поправка.

4. Глубина промерзания почвы к началу снеготаяния.

Наблюдения на полях показывают, что при глубоком (свыше 60 см) промерзании почвы ее оттаивание весной происходит лишь после освобождения полей от снега. Хорошо увлажненная и глубоко промерзшая почва практически непроницаема для талой воды. Напротив, сухая, неглубоко промерзшая почва впитывает в себя много воды. Внешним признаком влажной промерзшей почвы является то, что она с трудом рубится топором или раскалывается ломом. А сухая непромерзшая почва сравнительно легко разрыхляется лопатой и режется ножом.

Бывает, что в многоснежную слабоморозную зиму замерзшая с осени почва оттаивает до того как весной устанавливается положительная температура воздуха. Случается и нечто противоположное. Просочившаяся в почву талая вода замерзает из-за наличия большого запаса холода в почве. И тогда на короткое время образуется запирающий слой почвы.

5. Ледяная корка на почве. Зимние оттепели.

Ледяная корка на почве образуется во время коротких, но сильных оттепелей при условии, что почва водонепроницаема. Обычно корка бывает не сплошной, а занимает понижения рельефа. Чаще всего запас воды в ледяной корке составляет 5-10 мм, но бывает и 20-25 мм. В зимы с массовым распространени­м ледяной корки коэффициент стока очень велик (»0, 9), потери стока минимальны. Ведь талая вода скатывается по ледяной корке как по асфальту. Во время длительных зимних оттепелей талая вода успевает достичь гидрографической сети, и тогда на реке проходит зимний паводок.

6. Интенсивность снеготаяния.

Роль интенсивности снеготаяния в формировании весеннего половодья существенно различна для крупных, средних и малых рек (чем меньше река, тем значительнее влияние интенсивности снеготаяния). Более того, на очень малых водотоках ход стока в целом повторяет ход интенсивности снеготаяния.

7. Сочетание волн половодий притоков.

Для крупных речных бассейнов немаловажным фактором является то или иное сочетание волн половодья отдельных притоков.

Так, в нижней части р. Дон половодье, как правило, имеет двухвершинную форму. Первая волна формируется в бассейне Северского Донца и носит местное название " холодная вода". Вторая волна, или " теплая вода" увеличивает высоту половодья, и наоборот.

Наводнение в период весенне-летнего половодья на горных реках. С гидрологической точки зрения, главная особенность горных районов - это вертикальная зональность климата. С повышением местности, как правило, возрастает количество атмосферных осадков, короче летний период, ниже температура воздуха. Весной таяние начинается в нижней зоне бассейна и постепенно охватывает все более высокие зоны. Когда тепло распространится на весь бассейн, то нижняя часть бассейна уже освобождается от снега.

В горных районах в период снеготаяния особенно велика роль жидких осадков. Тут сказывается и дополнительное поступление тепла от дождевой воды, и разрушительная работа дождевых капель, и энергия многочисленных мелких ручейков. Именно при подобной ситуации формируются выдающиеся паводки на горных реках.

Реки, берущие начало в горах и текущие затем по пустыне, имеют своеобразный русловой режим. По выходе из гор они интенсивно насыщаются наносами, их русло блуждает по равнине. При больших расходах воды река то здесь, то там прерывает береговые валы и устремляется в низины.

Защита от паводков, сопровождающихся время от времени разрушением берега - дело нелегкое и требует значительных капитальных затрат. Так, например, г. Чаджоу на Амударье прикрыт 13-ти километровой дамбой, внешняя сторона которой в плане представляет собой изогнутую пилообразную линию из каменных штор - своего рода мешков с камнями, оплетенных металлической сеткой.

Наводнения, вызванные дождями и ливнями. Формирование дождевых паводков начинается на склонах бассейна во время дождя. Для поля типична следующая картина. Поначалу все выпавшие осадки идут на увлажнение верхнего сухого слоя почвы. Затем наступает период, когда интенсивность инфильтрации воды в почву по мере насыщения ее влагой уменьшается, а интенсивность выпадения осадков превышает интенсивность инфильтрации. В этот период и формируется сток. В последующем интенсивность инфильтрации почти стабилизируется, но убывает интенсивность дождя. Формирование стока прекращается.

В лесу все происходит несколько иначе. Часть выпавших осадков, которая уже не требуется для смачивания поверхности растений и насыщения почвы влагой, просачивается через лесную подстилку и достигает поверхности грунтовых вод. Этому благоприятствует значительная проницаемость лесной подстилки, повышенная скважность почвогрунтов, пронизанных массой ходов, оставляемые корнями отмерших деревьев, червями и др.

В горных районах, помимо поверхностного стока на скалистых участках и там, где почвы глинистые и суглинные, имеет еще место быстрый грунтовый сток, приуроченный к осыпям, скоплениям рыхлого обломочного материала, а также к склонам, поросшим густой травой, кустарниками и деревьями.

Почти в каждом, более или менее значительном речном бассейне встречаются все три вида стока - поверхностный, быстрый грунтовый и медленный грунтовый. Речь может идти о той или иной комбинации этих трех видов стока или о преобладании какого-либо одного из них.

Максимальные расходы дождевых паводков большей степенью формируются поверхностным стоком и реже быстрым грунтовым стоком. Во время своего движения по склону дождевая вода заполняет разнообразные углубления, включая самые малые между кольями почвы, а также лужи, озера и болота. Самые малые углубления заполняются непосредственно выпадающими осадками. Лужи и болота собирают воду с прилегающих к ним площадей. Некоторое количество осадков затрачивается на смачивание листвы и травы. Поверхностное задержание особенно велико на местности с малыми уклонами. Все же основные потери дождевой воды связаны с увлажнением почвогрунта. Заметим, что стекание воды поверхностным путем по склонам происходит, в основном, мелкими извилистыми струйками. На некотором удалении от водораздела струйки группируются в ручейки. Ручейки, сливаясь дают начало ручьям, текущим далее по привычным звеньям гидрографической сети - ложбинам, лощинам, балкам, оврагам и т.д.

На реках среднего размера, не говоря уже о больших реках, дождевые паводки превосходят по величине паводки ливневого происхождения. Причин для этого несколько. Ливень, в силу ограниченной площади распространения, накрывает лишь часть бассейна, тогда как дождь охватывает весь бассейн. Ливни бывают только летом, когда потери стока велики. Наконец, на малых реках время добегания небольшое, паводки кратковременные и редко когда один ливневой паводок накладывается на другой. На средних же реках время добегания уже довольно значительное, паводки длительные и сплошь да рядом один дождевой паводок сливается с другим, создавая тем самым продолжительный, мощный подъем воды.

Морские наводнения. Когда море затопляет побережье или приморские территории, говорят о морских наводнениях. К катастрофам относятся штормовые приливы и цунами. Штормовые приливы не имеют ничего общего с настоящими приливами, так что термин " прилив" отнюдь не точен. Астрономические приливы и отливы связаны с движением Луны и Солнца.

Штормовой прилив может привести к затоплению приморских земель на площади в тысячи квадратных километров. Штормовыми приливами (нагонами) считаются такие аномальные повышения морского уровня, когда он достигает не менее 1 м над нормальным именно для данного периода времени. Может случиться, что штормовой прилив произойдет в момент нормального астрономического отлива. Он может происходить в морях и вне приливов и отливов. Следует обратить внимание на то, что штормовые приливы (нагоны) - это порождения ветра и не имеют ничего общего с приливами астрономическими. На совести штормовых нагонов лежит много человеческих жертв. Сошлемся на статистические данные ЮНЕСКО, хотя в них приведены в совокупности жертвы штормовых приливов, речных наводнений и тропических циклонов.

Учитывая известные катастрофы XIX и XX столетий, можно считать, что число жертв штормовых приливов в Историческое время превышает 1 млн.человек.

Штормовые приливы. Воздействие штормовых приливов определяется не только высотой уровня моря, но и морфологией побережья. Разрушительной способностью обладает и прибой. При ураганном ветре возникают многометровой высоты волны, они проникают вглубь побережья. Заболоченные побережья с растительностью защищены от воздействия приливов, так как их энергия может угасать в широкой зоне. Весьма неблагоприятная ситуация возникает в открытых заливах, куда волна устремляется, как в воронку и ее уровень повышается еще более.

Прогноз и защита. Прогнозируя штормовые приливы, следует учитывать метеорологические факторы, перемещения областей низкого давления, циклоны и любые нарушения режима, связанные с сильными ветрами, дующими в сторону суши. Ожидаемое время критических нарушений соизмеримо с нормальным ожидаемым состоянием уровня моря по таблице приливов и отливов.

Цунами. Само явление цунами старо, как океан. Рассказы очевидцев о страшных волнах, передававшиеся из уст в уста, со временем становились легендами, а примерно 2000-2500 лет назад появились и письменные свидетельства. Согласно одному из них погибла Атлантида. В числе вероятных причин исчезновения острова исследователи называют и цунами.

Изучение цунами стало возможно лишь после возникновения и развития сейсмологии, так как цунами, как правило, является следствием землетрясения.

В настоящее время высказываются различные взгляды на причины, порождающие цунами. Наряду с основной причиной - землетрясением, к таковым относят нагоны воды в бухты, вызванные тайфунами, штормами, сильными приливами. Это, по-видимому, объясняется происхождением слова " цунами" (с японского - " волна в гавани").

Существуют также различные взгляды и на механизм образования очага цунами, возбужденных землетрясениями. В частности, предполагают, что само по себе землетрясение не возбуждает цунами, а служит лишь спусковым механизмом. Причиной же являются мутьевые (суспензионные, турбидитные) потоки осадкового вещества, обладающего тиксотропными свойствами (разжижаться) и скапливающегося в каньонах цунамигенных зон и участков. Это вещество при землетрясениях даже небольшой силы получает как бы толчок к быстрому разжижению и движению и создает предпосылки для возникновения очага цунами.

Под " цунами" понимают длиннопериодные морские гравитационные волны, внезапно возникающие в морях и океанах именно в результате землетрясений, очаги которых расположены под дном морей и океанов. Цунами может возникать и от взрывов подводных вулканов, подводных и береговых обвалов и оползней, образующихся, в свою очередь, вследствии землетрясений.

Эти волны обладают большой скоростью распространения и огромной кинетической энергией, что способствует их глубокому проникновению на сушу. При подходе к берегу они деформируются и, накатываясь на берег, иногда производят громадные разрушения. При этом следует оговориться, что значительной разрушительной силой обладают лишь цунами, порожденные землетрясениями большой энергии, с магнитудой, приблизительно равной или большей 8, 0.

Проведенные в последнее время предварительные исследования показывают, что цунами могут быть вызваны землетрясениями и значительно меньшей магнитуды (5, 0). Но они проявляются чаще всего в виде незначительного подтопления, которое можно обнаружить только с помощью соответствующие приборов.

Наблюдения показывают, что происхождение цунами зависит от следующих процессов:

а) внезапное смещение участка поверхности моря или океана в вертикальном направлении за счет аналогичного смещения вниз или вверх соответствующего участка морского дна;

б) резкий сдвиг воды в горизонтальном направлении вследствии аналогичного смещения больших блоков земной коры с крутыми склонами вблизи глубоководных впадин;

в) надводные или подводные обвалы и оползни;

г) взрывы или крупные извержения подводных вулканов;

д) вибрация дна.

Когда происходят мощные цунами, можно говорить, по крайней мере, о четырех условиях, им благоприятствующих:

1) очаг землетрясения располагается под дном моря, океана или в сравнительной близости от тех крупных блоков земной коры, которые, смещаясь вследствии землетрясения, соприкасаются непосредственно с большими водными толщами;

2) над эпицентральной областью землетрясения находится слой воды значительной мощности;

3) глубина очага землетрясения невелика (10-60 км);

4) землетрясение должно быть большой силы.

Наибольшей разрушительной силой обладают, как правило, цунами с очагами в глубоководных зонах.

В открытом океане волны цунами невысоки (2-3 м), имеют значительную (200-300 км) длину волны и скорость распространения; соизмеримую со скоростью современного пассажирского реактивного самолета.

Табл.3

Некоторые сильные цунами исторического времени