Курсовая работа
На тему: «Речные наводнения и борьба с ними»
г. Ростов-на-Дону
г.
Введение
В современном мире существует много проблем, связанных с окружающей нас природой. Одной из наиболее важных проблем, стоящих перед человечеством, является проблема воды. Она возникает в связи с низким качеством воды, её недостатком (засухи) или избытком (наводнения).
Речные наводнения по своей разрушительной силе и катастрофическим последствиям справедливо считаются «врагом номер два» после самого страшного из стихийных бедствий - землетрясения. С древних времен человек селился вблизи рек, источника жизни, и на всем протяжении истории вынужден был бороться с их коварством. Речные наводнения наносят урон здоровью людей и даже приводят к их гибели, а также причиняют материальный вред. К сожалению, бороться с этим бедствием с годами становится только сложнее. За вторую половину XX века ущерб, наносимый наводнениями, возрос примерно в 10 раз. По мировым расчетам, площадь паводкоопасных территорий составляет на Земном шаре примерно 3 млн. кв. км, на которых проживает около 1 миллиарда человек. Ежегодные убытки от наводнений в отдельные годы превышают 200 миллиардов долларов.
Для решения данной проблемы проводятся интенсивные работы: изучаются причины, виды, последствия наводнений; разрабатываются и успешно применяются методы для борьбы с наводнениями и защиты от них.
Особенности наводнений
Половодья и паводки
Речные наводнения - очень распространенное стихийное бедствие. История населения многих речных долин и устьевых участков равнинных рек - это одновременно печальная летопись драматической борьбы человека с водной стихией. Не случайно многие реки получили названия рек бедствий и горя, а некоторые народы ведут свое летоисчисление от катастрофических наводнений в населяемых ими речных долинах и дельтах.
Наводнения - это затопления местности, городов, населенных пунктов, промышленных и сельскохозяйственных объектов, наносящие им тот или иной ущерб. Они всегда затрагивают интересы общества. Наводнения бывают следствием не только естественных причин, но и разнообразной сельскохозяйственной деятельности человека. Причем величина ущерба от наводнений в значительной мере зависит от степени заселенности и застройки речных долин и пойм. Поэтому речные наводнения представляют собой не только явление природы, но и явление социального порядка.
Половодья и паводки
Половодье - ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон, относительно длительное, существенное увеличение водоносности рек, сопровождающееся соответствующим повышением уровня воды. За период весеннего половодья на северных реках России проходит до 60%, а на южных до 80 - 90% годового стока.
Причина половодья - возрастающий приток воды в речное русло, вызываемый весенним таянием снега на равнинах, таянием снегов и ледников в горах, выпадением обильных дождей во время летних муссонов.
Уровень воды на малых и средних равнинных реках во время весеннего половодья повышается обычно на 2-3 м, на крупных реках, например на сибирских, - на 15-20 м, а иногда и больше. При этом реки могут разливаться до 10-30 км в ширину.
На малых равнинных реках весеннее половодье длится 15 - 20 дней, на крупных - 2-3 месяца и больше. Наивысший уровень на первых наступает обычно через 3 - 5 дней после начала половодья, а на вторых - через 20-30 дней. Спад половодья продолжается в 3-5 раз дольше, чем его подъем.
В районах муссонного климата (Забайкалье и Дальний восток) и теплых районах (Черноморское побережье Кавказа), часто наблюдается летнее половодье.
Паводки - это тоже ежегодные, но обычно кратковременные подъемы воды в реках, вызываемые дождями, но, в отличие от половодий, они повторяются по несколько раз в год.
Нередко паводки проходят один за другим, волнами, соответствующими количеству выпавших сильных дождей и ливней.
Паводками называют и зимние кратковременные подъемы воды в реках, вызываемые оттепелями и зимними дождями. В районах субтропического и тропического климата паводки на реках возможны в любое время года.
Объем паводка зависит от интенсивности и продолжительности дождя и ряда других факторов. Для паводков, вызываемых сильными ливнями, характерна небольшая продолжительность, высокий, резкий подъем и спад. Паводки, возникшие в результате длительных дождей, отличаются большой продолжительностью и плавным подъемом и спадом. Продолжительность их на малых и средних равнинных реках составляет 15 - 30 суток. На горных реках - значительно меньше. Скорость движения паводков колеблется от 3-5 км/ч на равнинных реках до 15-45 км/ч - на горных.
Высота половодий и паводков зависит от многих факторов:
климатические - осадки, испарение, температура воздуха;
физико-географические - особенности поверхности речного бассейна и его геологическое строение;
антропогенные - хозяйственная деятельность человека в речных бассейнах, руслах, поймах и долинах;
морфометрические - строение речного русла, поймы и долины;
гидравлические - форма русла, определяющая пропускную способность последнего.
Высота подъема воды в реках существенно зависит и от площади речных бассейнов. Поэтому прогноз и расчет высоты наводнений, особенно вызываемых паводками, требует обширной и детальной информации о факторах, их обуславливающих.
Классификация наводнений
В зависимости от масштаба распространения и повторяемости речные наводнения делятся на 4 группы:
Низкие (малые) - наблюдаются на равнинных реках. Охватывают небольшие прибрежные территории. Затопляется менее 10 % сельскохозяйственных угодий. Почти не нарушают ритма жизни населения. Повторяемость 5-10 лет. Наносят незначительный ущерб.
Высокие - наносят ощутимый материальный и моральный ущерб, охватывают сравнительно большие земельные участки речных долин, затапливают примерно 10 -20 % сельскохозяйственных угодий. Существенно нарушают хозяйственный и бытовой уклад населения. Приводят к частичной эвакуации людей. Повторяемость 20 - 25 лет.
Выдающиеся - наносят большой материальный ущерб, охватывая целые речные бассейны. Затапливают примерно 50 - 70% сельскохозяйственных угодий, некоторые населенные пункты. Парализуют хозяйственную деятельность и резко нарушают бытовой уклад населения. Приводят к необходимости массовой эвакуации населения и материальных ценностей из зоны затопления и защиты наиболее важных хозяйственных объектов. Повторяемость 50 - 100 лет.
Катастрофические - приводят к гибели людей, непоправимому экологическому вреду, наносят материальный ущерб, охватывая громадные территории в пределах одной или нескольких водных систем. Затапливаются более 70 % сельскохозяйственных угодий, множество населенных пунктов, промышленных предприятий и инженерных коммуникаций. Полностью парализуется хозяйственная и производственная деятельность, временно изменяется жизненный уклад населения. Эвакуация сотней тысяч населения, неизбежная гуманитарная катастрофа требует участия всего мирового сообщества, проблема одной страны становится проблемой всего мира.
Высота речных наводнений, вызываемых половодьями и паводками на равнинных реках, зависит от степени естественной зарегулированности их стока. На реках, в бассейне которых расположено много озер, выдающиеся и катастрофические наводнения - явления довольно редкие.
Речные наводнения могут быть кратковременными и длительными. Первые имеют продолжительность от нескольких часов и дней до двух-трех недель; вторые - от нескольких недель до нескольких месяцев. Ко второй категории можно отнести и многолетние затопления завального происхождения на горных реках.
Продолжительность наводнений зависит от размера половодий и паводков, условий рельефа и особенностей формы затопляемых речных долин. На продолжительность наводнений влияет также и пропускная способность речных русел и долин.
Длительные наводнения наблюдаются в условиях затяжных половодий и паводков. Обычно это свойственно равнинным водотокам с незначительными уклонами русла и поймы. Такие наводнения характерны для рек, текущих с юга на север. Половодье на таких реках, начиная на юге, постепенно продвигается на север. Длительные наводнения - обычное явление и на реках, текущих в широтном направлении. У них половодье формируется за счет поступления талых вод вначале с южных притоков, а затем с северных. Длительные наводнения характерны также для рек, протекающих в районах с муссонным климатом.
Многолетние затопления порождаются преимущественно физико-геологическими и тектоническими явлениями - такими, как оползни, обвалы, землетрясения, - вызывающими образование на горных реках завальных озер. При внезапном прорыве завала ниже по их течению возникают катастрофические наводнения.
Причины наводнений
Естественные причины
Основные естественные причины наводнений - это гидрологические явления: формирование выдающихся половодий и паводков, затяжные дожди и ливни. Естественными причинами речных наводнений могут быть также особенности зимнего режима некоторых рек, гидродинамическое взаимодействие морей (океанов) и рек в дельтах и устьях, оползни и обвалы в долинах предгорных и горных участков водостоков, вызываемые тектоническими процессами в земной коре.
Наводнения, порождаемые естественными причинами, происходят не только в речных долинах. Они возникают во время сильных ливней в городах, если не обеспечен быстрый естественный или искусственный отвод выпавших осадков с их территории; на равнинной местности с плоским рельефом, если на ней отсутствует или слабо развита речная или искусственная дренажная сеть; в замкнутых котловинах. В определенных топографических условиях причиной наводнений могут быть не только ливни, но и интенсивное снеготаяние, если оно сопровождается дождями.
Антропогенные причины
Из многочисленных видов хозяйственной деятельности человека в речных бассейнах, пожалуй, более всего способствует увеличению высоты и вероятности наводнений сведение лесов. Многочисленными наблюдениями и специальными научными исследованиями установлено, что леса весьма эффективно выполняют роль природных регуляторов и хранителей воды и способствует резкому уменьшению поверхностного стока. Наводнения на реках с сильно залесенными бассейнами, в тех же климатических условиях, обычно бывают меньшими по высоте, чем на реках с такими же по площади, но слабо залесенными или безлесными бассейнами.
Причиной увеличения высоты наводнений может быть неосмотрительная ликвидация ранее созданных в речной системе для регулирования стока плотин.
Строительство дорог большой протяженности - когда оно ведется без учета условий стекания поверхностных вод, характера размещения речной сети и особенностей гидрологического режима рек - может способствовать заболачиванию местности и возникновению наводнений. На это обстоятельство указывал еще в 1891 г. Выдающийся русский климатолог А. И, Воейков, побывавший в полесье в связи с работами по его осушению.
К неблагоприятным последствиям для человека приводит и хозяйственная деятельность, осуществляемая непосредственно в речных руслах, поймах и долинах: строительство мостов и дорожных насыпей на поймах, застройка пойм, строительство плотин, дамб и т.д. Застраивая не только понижения речных долин, но и поймы, он забывает и недооценивает опасность, которую таят в себе реки в период половодий и паводков. Ведь поймы предназначены природой для пропуска вод половодий и паводков, когда они не вмещаются в речное русло. Строения на пойме могут стеснять проходящий по ней водный поток и способствовать усилению наводнений выше по течению.