МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫДЛЯ ПОДГОТОВКИ
СТУДЕНТОВ
К практическому занятию № 11
Тема «Чрезвычайные ситуации, связанные с воздействием гидродинамического фактора».
Вопрос № 1. Определение понятия «наводнение». Виды наводнений.
Наводнение — это временное значительное затопление местности водой в результате подъема ее уровня в реке, озере или на море, а также образование временных водотоков.
Наводнения по частоте повторяемости, площади распространения, суммарному среднегодовому ущербу занимают первое место в России среди опасных гидрологических явлений. По числу человеческих жертв и ущербу они занимают второе место после землетрясений.
По данным МЧС России, на территории нашей страны существует угроза наводнений почти для 746 городов и нескольких тысяч населенных пунктов.
В зависимости от причин возникновения различают несколько разновидностей наводнений.
1. Половодье – периодически повторяющийся довольно продолжительный подъем уровня воды в реках, вызываемый весенним таянием снега на равнинных реках, а также весеннее-летним таянием снега и ледников на реках в горных районах. Затапливает низкие участки местности. Кроме этого, половодье может быть вызвано заторами и зажорами.
Затор – нагромождение льда во время весеннего ледохода в сужениях и на излучинах русла реки, стесняющее течение и вызывающее подъем уровня воды в месте скопления льда и выше него. Затор возникает из-за неодновременного вскрытия больших рек, протекающих с юга на север. Вскрывшиеся южные участки реки в своем течении подпружиниваются скоплением льда в северных районах, что нередко вызывает значительное повышение уровня воды.
Зажор – закупоривание русла реки под неподвижным ледяным покровом скоплениями внутриводного рыхлого и мелкобитого льда (шуга) и ледяной пробкой.
Половодья повторяются ежегодно в один и тот же сезон с разной интенсивностью и продолжительностью в зависимости от метеорологических условий.
2. Паводок — интенсивный, но сравнительно кратковременный подъем уровня воды в реке, вызываемый обильными дождями, ливнями; иногда быстрым таянием снега при оттепелях. В отличие от половодий, носящих сезонный характер, паводки случаются в любое время года и могут повторяться по несколько раз в году.
3. Ветровой (штормовой) нагон, нагонное наводнение - подъем уровня воды, вызванный воздействием ветра на водную поверхность, случающийся в морских устьях крупных рек (Нева, Северная Двина), а также на наветренном берегу больших озер, водохранилищ и морей. Наибольшая опасность возникает при повышении уровня воды во время высшей точки прилива. Нагоны могут быть свыше нескольких метров. На величину нагонного уровня воды оказывают влияние: скорость, направление и длина разгона ветра, средняя глубина, площадь водоема, его конфигурация и др.
Подобное явление имело место в 1970 г. па побережье Бенгальского залива, когда нагонная волна превысила 10 м, при этом погибло более 500 тыс. чел. В Санкт-Петербурге в 1824, 1924 и 1955 гг. максимальный уровень воды достигал 2–4 м, а в 1952 г. на Каспийском море в районе Махачкалы и Каспийска под действием нагона уровень воды поднимался до 4,5 м.
4. Цунами — морские гравитационные волны очень большой длины, возникающие в результате сдвига протяженных участков дна при сильных подводных и прибрежных землетрясениях, извержениях подводных или островных вулканов и других тектонических процессах. Волны цунами распространяются с большой скоростью (от 50 до 1000 км/ч). Расстояние между соседними гребнями волн меняется от 5 до 1500 км. Высота волн у побережья может достигать 10 м.
5. Наводнения при прорыве гидротехнических сооружений.
Наводнения, в зависимости от масштабов и наносимого суммарного ущерба, подразделяют на 4 группы:
Ø 1-я — низкие наводнения (наблюдаются на равнинных реках с повторяемостью 1 раз в 5–10 лет), характеризуются сравнительно небольшой площадью затопления, незначительным материальным ущербом и, как правило, не несут угрозы жизни и здоровью людей;
Ø 2-я — высокие наводнения (наблюдаются один раз в 20–25 лет), сопровождаются затоплением значительных участков речных долин, нанося ощутимый материальный ущерб и, как правило, сопровождаются угрозой для жизни и здоровья людей, что обусловливает необходимость частичной эвакуации населения;
Ø 3-я — выдающиеся наводнения (наблюдаются один раз в 50–100 лет), приводят к затоплению целых речных бассейнов с затоплением населенных пунктов. Подобные наводнения сопровождаются угрозой массовых потерь среди местного населения, и, как следствие, требуют эвакуации значительной его части;
Ø 4-я — катастрофические наводнения (возникают не чаще 1 раза в 100–200 лет), вызывают затопление огромных площадей, полностью парализуя хозяйственную и производственную деятельность, наносят значительный материальный ущерб и, как правило, сопровождаются большими потерями среди местного населения.
Поражающие факторы наводнений:
- утопление,
- механические травмы,
- переохлаждение.
В зонах затопления разрушаются (размываются) системы водоснабжения, канализации, сливные коммуникации сточных вод, места сбора мусора, скотомогильники; следовательно, возникает опасность возникновения и распространения инфекционных, главным образом, желудочно-кишечных заболеваний (гепатит, дизентерия, лептоспироз). Этому способствует скопление населения на ограниченной территории при значительном ухудшении материально-бытовых условий жизни, падеж домашнего скота и гибель диких животных. Разложение трупов животных в значительной мере усугубляет санитарно-эпидемиологическую ситуацию в зоне наводнения.
Вопрос № 2. Определение понятия «гидродинамически опасный объект». Виды объектов и особенности наводнения при авариях на гидродинамически опасных объектах. Поражающие факторы наводнений. Величина и структура потерь среди населения при наводнениях.
Угрозу затопления могут создавать возможные разрушения плотин, гидроузлов, оградительных дамб и других гидротехнических (гидродинамически опасных) объектов в результате аварий, стихийных бедствий и террористических актов. Примером может служить разрушение плотины в Калифорнии (Санта-Пауло, 1928), когда число жертв достигло 450 чел., а также разрушение плотины в штате Айдахо (США) в 1974 г., повлекшее за собой гибель 150 чел., при этом в зоне затопления оказалось 10 городов.
К гидродинамически опасным объектам относятся сооружения или естественные образования, создающие разницу уровней воды до (верхний бьеф) и после (нижний бьеф) зеркала воды.
К ним относятся:
- искусственные и естественные плотины,
- гидроузлы,
- запруды, дамбы.
Особенностью наводнения при авариях на подобных объектах является появление прорыва — основного поражающего фактора аварии, образующегося в нижнем бьефе в результате стремительного падения воды из верхнего бьефа при прорыве гидроузла или другого гидродинамически опасного объекта.
Объем воды и скорость её падения из верхнего бьефа (высота, ширина, и скорость движения) зависит от размеров (величины) повреждения при прорыве гидросооружения. На скорость распространения и высоту волны прорыва оказывает существенное влияние характер местности, по которой она движется. Так, на равнинах скорость ее движения не превышает 25 км/ч, а на пересеченной местности (в горах) — может достигать 100 км/ч (лесные массивы, возвышенности, овраги и т.д. снижают скорость движения и высоту волны прорыва).
Поражающие факторы наводнений при авариях на гидродинамически опасных объектах:
- утопление,
- механические травмы,
- переохлаждение.
- кинетическая энергия волны прорыва.
Механические повреждения различной тяжести вследствие наводнений при авариях на гидродинамически опасных могут быть следствием:
- непосредственного динамического воздействия на пораженного волны прорыва;
- травмирующего действия обломков зданий, сооружений, разрушаемых волной прорыва;
- повреждающего действия различных предметов, вовлекаемых в движение волной прорыва.
Величина и структура потерь среди населения при наводнениях зависят от:
1. плотности населения, проживающего в зоне затопления,
2. своевременности оповещения,
3. расстояния населенного пункта от места начала наводнения,
4. времени суток,
5. скорости движения и высоты волны прорыва,
6. температуры воды и окружающего воздуха.