Опасные природные явления – лесные пожары, наводнения. Параметры опасных природных явлений, приводящих к чрезвычайным ситуациям

     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 при этом имеет поверхностная скорость течения (более 0,4 м/с), а также температура воздуха в период замерзания. Образованию зажоров способствуют острова, отмели, валуны, крутые повороты, сужение русла. Скопление шуги и другого рыхлого ледяного материала, образующегося на этих участках в результате непрерывного процесса образования внутри водяного льда и разрушения ледяного покрова, вызывает стеснение водного сечения, вследствие чего происходит подъем воды выше по течению. Ниже – уровни понижаются. Образование сплошного покрова в месте образования зажора задерживается.

     Непосредственная  опасность этих явлений заключается  в том, что происходит резкий подъем 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 приводят к более тяжелым  последствиям, так как они случаются  в начале, а иногда и в середине зимы и могут длиться до 1,5 месяцев. Разлившаяся вода замерзает на полях  и в других местах, создавая сложности  для ликвидации последствий такого стихийного бедствия.

     Мощные  и частые заторы льда присущи тем  рекам, у которых вскрытие происходит сверху вниз по течению. Такая последовательность характерна для Северной Двины, Печоры, Лены, Енисея, Иртыша – рек, текущих  с юга на север. Места образования  заторов льда можно разделить  на постоянные и непостоянные. Постоянные места известны. Непостоянные – известны меньше. 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 многим другим.

     По  частоте зажорных наводнений и величине подъема воды первенство принадлежит  двум самым крупным озерным рекам  – Ангаре и Неве.

     ВЕТРОВЫЕ  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.

     Главным условием возникновения служит 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.

     Главные факторы, влияющие на величину нагонного  уровня – это скорость и направление ветра. В таких условиях скорость обычно достигает 25 м/с, а иногда и более.

     Общим для морских устьев рек является то, что нагон может совпасть по времени с приливом или отливом. Соответственно уровень повысится  или понизится.

     И еще одна общая закономерность. 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 находится в пределах от нескольких десятков часов до нескольких суток.

     Чем крупнее водоем и меньше его глубина, тем больших размеров достигают нагоны. 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 самыми опасными являются осенние. На них приходится до 70%, включая и катастрофические.

     Какой-либо общепринятой классификации для  нагонных явлений не установлено. Чаще всего они подразделяются по последствиям на небольшие, большие, выдающиеся и катастрофические.

     При характеристике территории, охваченной наводнением, ис­пользуются термины: зона затопления и зона катастрофического затопления.

     Зона  затопления - территория, в пределах которой произошло затопление местности в результате стихийных бедствий, либо повреждений, разрушений гидротехнических сооружений.

     Зона  катастрофического  затопления - территория, в пределах которой в результате затопления произошли массовые потери людей и (или) разрушения зданий и сооружений, повреждение или уничтожение материальных ценностей.

     Основные  характеристики последствий  наводнений следующие:

     - 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. 

     Различают прямой и косвенный  ущерб от наводнений. 

       Виды прямого ущерба:

     - повреждение и разрушение жилых и производственных зданий, железных и автомобильных дорог, мостов, линий электропередачи и связи, газопроводов, нефтепроводов и пр.;

     - гибель скота и урожая сельскохозяйственных  культур;

     - смыв, уничтожение и порча сырья, полуфабрикатов, топлива, продуктов питания, кормов, удобрений, готовой продукции и пр.;

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

     - затраты на аварийно-восстановительные и ремонтно-восстановительные работы;

     - убытки из-за временного прекращения  производственного цикла;

     - смыв плодородного слоя почвы  и другие. 

     Виды  косвенного ущерба:

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

     - ухудшение условий жизни населения;

     - невозможность рационального использования  территории и др.

     К косвенным видам ущерба относятся также негативное влияние наводнений на работу объектов экономики (прекращения поступления электроэнергии, топлива, недополучения сырья, полуфабрикатов, удлинения маршрутов доставки грузов и т. п.). 

     Прямой  и косвенный ущербы обычно находятся  в соотношении 70 и 30%. 

     Затопления  Местности, Вызванные  Авариями На Гидротехнических Сооружениях 

     При авариях на гидротехнических сооружениях  напорного фронта, сопровождающихся их прорывом, основными поражающими факторами являются волна прорыва, которая образуется при изливе воды из водохранилища в нижний бьеф через проран, и затопление местности.

     Воздействие волны прорыва на объекты подобно  воздействию воздушной ударной волны взрыва, но отличается от него тем, что действующим телом в этом случае является вода.

     Волна прорыва, распространяясь вниз по течению  нижнего рельефа, приводит к затоплению прилегающей местности и к  разрушению различных объектов.

     Поражающее  действие волны прорыва является результатом: резкого изменения  уровня воды в нижнем и верхнем  бьефе при разрушении напорного фронта; непосредственного воздействия потока воды, перемещающегося с большой скоростью; изменения под действием потока воды прочностных характеристик грунта, его размыва и перемещения; перемещения со значительными скоростями различных объектов, увлекаемых потоком воды.

     Масштабы  чрезвычайных ситуаций при аварии на гидротехническом сооружении, сопровождающейся образованием волны прорыва, зависят от типа и класса гидротехнического сооружения напорного фронта, от вида аварии (главным образом, от размеров прорана), от параметров водохранилища, плотины (дамбы), от характеристик русла в нижнем бьефе, а также от топографических и гидрографических условий местности, подвергаемой затоплению.

     Волной  прорыва может быть разрушено  большое количество зданий и сооружений, находящихся в зоне ее действия. Степень их разрушения зависит от высоты подъема уровня воды и скорости течения, а также от характеристики самого здания (сооружения) и его основания.

     От  обычных, наблюдаемых на реках в  естественных условиях паводков и половодий, волна прорыва отличается, прежде всего, наличием на ее движущемся фронте значительного перепада уровней воды, называемого бором, а также более высокими (по сравнению с паводками и половодьями) параметрами течения: максимальными величинами уровней воды, скорости течения и др.

     Для оценки масштаба разрушительных последствий  наиболее важными характеристиками волны прорыва являются величины максимальной высоты фронта волны прорыва (перепад уровней воды во фронте волны прорыва), высота гребня волны  прорыва и скорость волны прорыва, изменяющиеся по длине водотока ниже плотины.

     Другими параметрами, оказывающими влияние  на масштабы последствий прорывов плотин, являются временные характеристики: время прихода волны прорыва в какой-либо створ реки, время наступления максимального уровня воды и продолжительность затопления местности.

     При воздействии больших гидродинамических  нагрузок волны прорыва на встречающиеся на пути различные объекты (здания, сооружения) происходит разрушение этих объектов.

     Величины  нагрузок при воздействии потока волны прорыва на различные здания определяются параметрами потока (скоростью и глубиной потока вблизи объекта), а также параметрами самого объекта воздействия: его формой, размерами, ориентацией относительно направления течения потока и проницаемостью объекта (наличием проемов, отверстий).

     Объекты, подверженные воздействию такого интенсивного водного потока, как волна прорыва, условно делят на две группы: первую и вторую. Объекты первой группы представляют собой конструкции, состоящие в основном из элементов стержневого типа, и характеризуются высокой степенью проницаемости потока (мосты, технологические трубопроводы на металлических и железобетонных эстакадах, опоры воздушных линий электропередачи, крановое оборудование и т. п.). Первая фаза воздействия волны прорыва (ударное воздействие фронта потока на объект) для них не существенна по причине малого времени дифракции фронта волны вокруг их элементов. Для них более существенна вторая фаза воздействия – квазистационарное (относительно медленно меняющийся, такой, для мгновенных значений которого с достаточной точностью выполняются законы постоянства (стационарности)) обтекание потоком.

     Объекты второй группы имеют в своей конструкции элементы, которые воспринимают нагрузки потока по типу подпорной стенки (промышленные, жилые, административные здания, на­бережные, пирсы и т. п.). Они имеют сравнительно низкую степень проницаемости потока, для них первая фаза воздействия потока волны прорыва имеет существенное значение, и расчет их устойчивости необходимо проводить для обеих фаз взаимодействия потока с объектом. Иногда в процессе взаимодействия с потоком объекты второй группы, разрушаясь, становятся объектами первой группы, когда в процессе разрушения степень проницаемости потока у них резко возрастает.