Учебное пособие ОПП Крепша. национальный исследовательский томский политехнический университет
 Скачать 7.22 Mb.
| Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей |
| ГЛАВА 8 ОПАСНЫЕ ПРИРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ГИДРОСФЕРЕ Всё хорошо в природе, но вода – красота всей природы. Вода жива, она бежит или волнуется ветром; она движется и даёт жизнь всему окружающему. Разнообразны явления и не понятны законы этого разнообразия. С.Т. Аксаков Защита населения и территорий от стихийных бедствий была актуальной во все времена. К числу стихийных бедствий в гидросфере относим процессы, приводящие к гибели людей и экосистем. К видам опасных гидрологических и гидрогеологических процессов, согласно ГОСТ Р 22.0.06–95, относятся: цунами, наводнения, подтопления, эрозии, затопление, карст, суффозия, засоление, заболачивание, просадка лессовидных пород, плывуны, набухание. В главе рассмотрены наиболее распространённые морские и континентальные опасные гидрологические процессы и защита от них: цунами и наводнения. При написании главы использована следующая литература [ ]. & КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ. Цунами, наводнения, подтопления, эрозии, затопление, карст, суффозия, засоление, заболачивание, просадка лессовидных пород, плывуны, набухание. 8.1. Морские гидрологические чрезвычайные ситуации Наиболее опасное морское гидро логическое явление (наводнение) природного происхождения – цунами, что в переводе с японского языка означает «высокая волна в заливе». 8.1.1. Цунами Цунами – длиннопериодичные морские гравитационные волны, обладающие большой разрушительной силой. Их возникновение связано с быстрыми и крупными возмущениями водной толщи, связанными с землетрясением (доля 85 %), извержений подводных вулканов, при подводных взрывах ядерных бомб, крупными подводными оползнями и обвалами, падением в океан гигантских метеоритов. Во время цунами переносят миллиарды тонн воды на 10–15 тыс. км. Волна распространяется в открытый океан со скоростью 700–800 км/ч, что соответствует скорости движения самолёта (Лобковский, 2005). При приближении к берегу под действием сил трения волна начинает терять скорость, но приобретает острую форму и увеличивает свою амплитуду до 10 м и более. И последняя стадия распространения цунами – накат волны на берег с образованием гребня, который опрокидывается, смывает и разрушает всё на своём пути, принося колоссальные разрушения на берегу. Это волны различной высоты, которым на побережье обычно предшествует отлив. Подавляющее число цунами (более 90 %) зарегистрировано в зонах островных дуг и активных континентальных окраин, т.е., в тех участках земной коры, где происходят землетрясения, и выделяется более 85 % сейсмической энергии планеты. За 2 500 лет отмечены цунами только в Тихом (80 % случаев), Атлантическом океанах и Средиземном море. Цунами возникают, как правило, при подводных земле трясениях с магнитудой более 7. Энергия цунами обычно со ставляет 1–10 % энергии вызвавших их землетрясений. Всего, зарегистрировано 355 цунами. На долю Японии приходится 197 цунами, на Курилы и Камчатку – 14 цунами, из них только 4 можно считать сильными. Последнее сильнейшее цунами, охватившее 700-километровую зону Дальневосточного побережья, наблюдалось 5 ноября 1952 г., когда волны высотой до 10 м нанесли сильнейшее разрушение г. Северо-Курильску (вставка 14). Разрушительная сила цунами зависит от интенсивности породившей её причины, расстояния места зарождения её от берега, изначальной высоты волны, особенностей рельефа на пути цунами и очертания береговой линии. Особенно опасны бухты, заливы и устья рек. Большая опасность цунами обусловлена тем, что этот процесс быстродействующий, носящий катастрофический характер, негативные последствия его действия распространяются на целые регионы. В масштабе всей Земли интервал повторения наиболее крупных цунами, по данным Д.В. Эйджера [], составляет в среднем 10 лет. Силу цунами определяют по величине магнитуды, баллах (табл. ). Энергия цунами составляет около 1–18 % от вызвавшего его землетрясения, т.е. 1023 эрг. Если прибрежная часть моря глубокая, то возможны катастрофические волны, еcли мелкая – то цунами теряет силу на подходе к берегу. В зависимости от рельефа дна высота волн может достигать 60 м (были случаи и 70 м и больше) и распространяться вглубь материка до 3 км. Уходя обратно в море, образуются сильные течения, которые могут унести в море людей, строение и др. Расчетное время подхода цунами к различным точкам может быть рассчитано по координатам землетрясения. Для Камчатки это время установлено около 40 мин. Вставка 14. Сильное цунами обрушилось на Курильские острова 5 ноября 1952 году. Очаг землетрясения был в пределах Курильского желоба. Население в городе Северо-Курильске проснулось от землетрясения: падала посуда, рушились печи. Люди выбежали на улицу. Вскоре все затихло. Люди начали возвращаться в дома, но опытные старожилы – бросились к горам. Через 45 мин послышался гул со стороны моря. От моря неслась 10-метровая стена воды. Наибольшую высоту она имела в районе центральной части города. Через 15 минут пришла вторая, еще более страшная волна. Пройдя весь город, она дошла до гор и начала скатываться обратно в море со страшным всасывающим звуком. Позади волны остались лишь фундаменты домов. Май 1960 года. Всколыхнулось побережье Чили. Земля затряслась словно в сильном «припадке». Дыбилась и оседала почва. Местами сдвинулись горы. Это было землетрясение. Затем все затихло. Через несколько минут люди увидели, что море отходит от берега. Надвигалась более страшная беда. Люди ждали цунами. При Чилийском землетрясении на побережье накатилось несколько волн. Первая – «нежная» – около 5 м высотой, высокая вода простояла 5 минут, затем стала отступать. Вторая пришла через 20 минут: как гигантская рука, сминающая лист бумаги, она снесла все дома в городе. Море «высоко» стояло 15 минут, затем отступило, а третья волна пришла через 1 час. Она была еще выше. В Чили погибло около 2 тыс. человек. Через 6 часов волны цунами пересекли Тихий океан и достигли Японии – островов Хонсю и Хоккайдо. Там морским наводнением уничтожено 5 тыс. домов.
Для прогноза цунами используют геофизические методы, которыми предсказывают землетрясения и извержения вулканов, и, как их следствие, вероятность возникновения цунами. Известны природные признаки (предвестники) начала цунами: цунами:
Число волн достигает семи интервалом в 1 ч и более, при этом вторая или третья волна бывает наиболее сильной и вызывает наиболее сильные разрушения. Основными характеристиками цунами являются:
За магнитуду цунами принят натуральный логарифм ам плитуды колебаний уровня воды (в метрах), измеренный стандартным мореграфом у береговой линии на расстоянии от 3 до 10 км от источника цунами. Интенсивность цунами приближенно равна натурально му логарифму от высоты (в метрах) подъема воды при цунами на конкретном участке побережья. Интенсивность цунами характеризует энергию, выделившуюся в конкретной точке, которая находится на любом расстоянии от источника. Скорость движения волны цунами определяет время добегания волны от источника до побережья и в зависимости от глубины моря может быть от 100 до 1000 км/ч. Для характеристики опасности цунами при нимается шкала интенсивности Таблица Оценка интенсивности цунами
Регистрация землетрясения уже несет информацию о возможных вол нах цунами. Более детальная обработка сейсмических дан ных о землетрясении позволяет определить координаты его эпицентра и магнитуду, а также ряд дополнительных крите риев, позволяющих судить о цунами, т.е. его способности вызвать опасную (высотой у берега более 1 м) волну. Между моментами начала регист рации землетрясения и прихода волны к берегу всегда есть пауза, которая составляет от нескольких минут до суток. Эта пауза дает возможность предупредить населенные пункты о надвигающейся опасности и осуществить мероприятия по предотвращению возможного ущерба на берегу. В настоящее время в цунамиопасных регионах развернута и функциони рует служба предупреждения о цунами. Используются данных не только сейсмических наблюдений, но и данных прямых наблюдений за состоянием поверхности океана на достаточном расстоянии от берега с помощью гидрофизиче ских станций. В табл. 3.1.20. приведены поражающие факторы цунами. Таблица Поражающие факторы
8.1.3. Мероприятия по уменьшению последствий цунами Сочетание прогнозирования, заблаговременных админи стративных и защитных мероприятий ведет к резкому сни жению человеческих жертв и материального ущерба от по следствий цунами. Но пока надежных мер защиты от цунами не существует. Виды защитных мероприятий:
Единственным средством защиты населения от цунами является эвакуация из прибрежной и затопляемой зоны. Поэтому население должно знать сигналы оповещения, признаки предупреждения о цунами, а также маршруты эва куации. Необходимо оставаться в безопасном месте до по лучения сигнала отбоя опасности цунами. При объявлении о возможном цунами жители должны срочно подняться на высоту не менее 15 м. Должны быть отключены линии электропередач, газо- электро- и топливоснабжение. Все суда, стоящие на приколе, нужно вывести в открытое море. Действия населения при цунами представлена в таблице . Таблица Действия населения при цунами
Так как цунами могут сопровождаться сильным наводне нием, необходимо соблюдать меры защиты, характерные для обычного наводнения. 8.2. Континентальные гидрологические чрезвычайные ситуаци и К источникам опасных гидрологических процессов, согласно ГОСТ Р 22.0.06–95 относятся кроме цунами, наводнения, также подтопление, русловая эрозия и морская абразия, затор, зажор и т.д. Наводнения – наиболее распространенная природная опасность (часто стихийное бедствие). Наводнения со ставляют 40 % всех стихийных бедствий па планете. Наводнению подвержено ¾ части земной суши. Наводнение всегда сопровождало человечество и приносило значительные ущербы. Людям грозит опасность, когда слой воды достигает более 1 м, скорость потока превышает 1 м/с. 8.2.1. Наводнения Наводнение – значительное затопление водой речной долины выше ежегодно затапливаемой поймы или местности обычно свободной от воды. Затопление может быть вызвано различными причинами: а) весеннее снеготаяние или таяние ледника; б) выпадение ливневых осадков; в) заторы льда на реке; д) нагоны воды в устье рек при приливах и ветрах; г) прорыв плотины. Для городов и населенных пунктов существуют два понятия: подтопление и затопление. При подтоплении грунтовая вода в результате подпора проникает в подвальные помещения, в тран шеи, где заложены тепловые, водопроводные и иные коммуникационные сети в населённых пунктах. При затоплении территория покрывается слоем воды той или иной высоты от попадания на неё поверхностных текучих вод. На некоторых реках наводнения происходят несколько раз в году в периоды активного снеготаяния и в периоды интенсивных дождей. Например, в Приамурье и в Приморье 60–70 % годового количества осадков выпадает в июне, июле и августе. Их приносят южные циклоны. Это приводит к образованию двух пиков паводков – в мае и в июле–августе. После мощных ливней, особенно если на них накладывается активное снеготаяние, происходит катастрофические наводнения, затапливающие огромные территории. В северных районах этому способствуют наличие слабоводопроницаемых сезонно- и многолетнемёрзлых грунтов, переводящих дождевые осадки в сток, что способствует высоким паводкам. Вначале 90-х гг. Гидрометцентр России разработал «Карту опасности развития наводнений на территории России». В основу составления карты положен масштаб наводнений (величина максимального уровня половодья) и его повторяемость. Анализ карты районирования территории России по опасности развития наводнений показывает, что наиболее часто наводнения происходят на юге Приморского края, в бассейне Средней и Верхней Оки, Верхнего Дона, на реках бассейна Кубани и Терека. Наибольшие площади затопления наблюдаются на реках Сибири, текущих к северным морям: Обь, Енисей, Лена, особенно на притоках Среднего Енисея и Средней Лены. Здесь разливы воды наблюдаются чаще, чем один раз в два года, а в отдельные годы пойма заливается более чем на 90 %. На территории России сильные (выдающиеся) наводнения этого типа происходят в среднем один раз в 10–25 лет. Они возможны при сочетании обильного осеннего увлажнения грун та и бурного снеготаяния (десятки миллиметров слоя воды в сутки), обеспечиваемого приходом масс теплого воздуха с до ждями. Нагонные наводнения наблюдаются на Азовском, Балтийском, Белом и Каспийском морях, а также в устье рек Невы и Северной Двины. В США наводнениям подвержены 6 % территории, в Западной Европе – до 4 %. Наводнения особенно опасны для стран, расположенных на низменных равнинах с малыми абсолютными отметками, значительную часть которых составляют дельтовые земли, на низменных равнинах с малыми абсолютными отметками, значительную часть которых составляют дельтовые земли. Например, в Бангладеш в год выпадает 2169 мм осадков, из них 85–95 % приходится на летние месяцы. В результате расход воды в паводки по сравнению с меженью повышается в десятки раз. Морские приливы в устьях рек Ганга достигают 4–7 м высоты и подпруживают речные воды, увеличивая площадь затапливаемых земель. Более распространены наводнения, обусловленные дли тельными интенсивными фронтальными дождями. Рекорд по числу жертв от таких наводнений принадлежит Китаю, где сочетаются муссонный климат и плоский равнинный рельеф, причем часть рек в низовьях текут по ложу, припод нятому над освоенной поймой. Например, ложе р. Хуанхэ приподнято на высоту до 12–15 м. Подъем уров ня в ней может достигать 30 м. Катастрофические наводнения в Китае происходят в среднем один раз в 50 лет. Реки территории России, протекающие в разных районах, отличаются друг от друга различными условиями формирования стока воды. По условиям формирования сто ка и, следовательно, по условиям возникновения наводнений они разделяются на 4 группы (табл. ).  перейти в каталог файлов | Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей |