Стихийные бедствия гидрологического характера

 

Наводнения

Наводнения – наиболее распространенные опасные природные явления, они составляют 40% всех стихийных бедствий природного происхождения. Среди природных катастроф наводнения по повторяемости, площади распространения и суммарному среднему годовому материальному ущербу занимают первое место в ряду стихийных бедствий. По данным ЮНЕСКО за последнее столетие от них погибло 9 млн. человек. Наводнения происходят во все сезоны года и повсеместно. От них страдают жители речных долин и морских побережий, горных районов и даже пустынь. Большая опасность заключается и в том, что часто они начинаются внезапно, люди не успевают к ним подготовиться.

Наводнение – различное по длительности временное затопление водой местности, в том числе населенных пунктов, промышленных и сельскохозяйственных объектов в результате природных и антропогенных причин. Наводнения являются следствием естественных причин и разнообразной хозяйственной деятельности человека, поэтому наводнения представляют как явление природы, так и явление социальное. Основными естественными причинами наводнений являются гидрологические явления: паводки и половодья, затяжные дожди и ливни, особенности зимнего режима рек, нагонные явления на реках, а также оползни, сели и обвалы в горных долинах и др.

Половодьем называют ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон существенное повышение водоносности рек, сопровождающееся повышением уровня воды в реке. Причина и время половодья зависят от географического расположения реки и связаны с притоком воды в речное русло в результате таяния снега на равнинах, таяния снегов и ледников в горах, выпадения сильных дождей во время летних муссонов. Реки умеренного пояса разливаются во время весеннего снеготаяния на равнинах. Уровень воды на реках при этом поднимается на 2 – 20 м, ширина затопляемой территории достигает многие километры. Особо тяжелые последствия имеют половодья в долинах высокогорных районов, если период таяния снега и льда в горах совпадает с таянием снега в долинах. К значительному увеличению половодья могут привести весенние дожди, когда пик весеннего половодья совпадает с пиком весеннего паводка. Половодье может принять катастрофический характер, если инфильтрационные свойства почв уменьшились за счет перенасыщенности ее влагой из-за обильных дождей, или после очень снежной зимы, или глубокого промерзания в суровую зиму.

Паводками называют ежегодные кратковременные подъемы воды в реках, вызываемые дождями, но они могут повторяться несколько раз. Обычно они наблюдаются во время интенсивных и продолжительных дождей. Особенно тяжелые последствия вызывают ливневые наводнения на равнинных территориях. Паводки могут наблюдаться и в зимнее время в связи с зимними оттепелями и дождями. Их частота и интенсивность зависят от частоты и интенсивности дождей в весенне-осенний период или оттепелей зимой. Особо опасны паводки, связанные с ливнями циклонального происхождения. Наиболее мощные ливни приносят тропические циклоны, характеризующиеся неожиданностью их начала и конца, значительной интенсивностью и кратковременностью. В нашей стране от дождевых паводков страдают практически все регионы. На Дальнем Востоке на реках Амур, Уссури, Бурее и других наводнения, вызываемые паводками, происходят практически ежегодно. Национальным бедствием являются паводки для жителей Китая и Индии. Самым катастрофическим наводнением считается паводок 1931 года в бассейне Янцзы. Под водой оказалось 300 тысяч квадратных километров, из них более 5 миллионов гектаров составляли сельскохозяйственные угодья. Погибло 140 тысяч человек. В последние десятилетия фиксируются сильные паводки на реках Западной Европы.

Затор – это многослойное скопление льда в русле, ограничивающее течение реки и вызывающее подъем уровня воды на заторном участке реки. В результате происходит ее разлив. Затор происходит во время ледохода и образуется обычно в конце зимы и в весенний период при вскрытии рек во время разрушения ледяного покрова. Состоит в основном из крупных льдин. Мощные и частые заторы льда присущи рекам, текущим с юга на север, у которых вскрытие происходит сверху вниз по течению: Северная Двина, Печора, Лена, Енисей, Иртыш. Ледоход на верхних, южных участках начинается гораздо раньше, чем в устье. Кромка не растаявшего льда играет роль преграды. Неравномерность замерзания и вскрытия, обусловленная значительной протяженностью рек, приводит также к образованию ледяных заторов – наледей. Вода, поступающая с еще не замерзших осенью или уже освободившихся ото льда весной верховий, сталкивается с промерзшими до дна участками низовий, накатывается на них и в условиях отрицательных температур замерзает, образуя огромные плотины из монолитного льда. При потеплении процесс образования наледи прекращается, однако ледяные дамбы стаивают медленно, и вода, не имея возможности двигаться вниз, выходит из берегов.

Зажор – явление, сходное с затором льда. Однако, во-первых, зажор состоит из скопления рыхлого льда (шуга, небольшие льдинки), тогда как затор есть скопление крупных и, в меньшей степени, небольших льдин. Во-вторых, зажор льда наблюдается в начале зимы, в то время как затор – в конце зимы и весной. Зимой движение воды в реках происходит подо льдом. Скорость воды играет большую роль в процессе льдообразования. Большая скорость течения способствует охлаждению воды по всей глубине. Если температура воды в водном потоке понизится хотя бы на сотую долю градуса ниже нуля, то в воде возникает внутриводный лед, который, всплывая на поверхность, образует рыхлые скопления – шугу. При устойчивой морозной погоде процесс шугообразования происходит непрерывно. С появлением сплошного ледяного покрова на реке этот процесс прекращается. Однако, шуга, образованная ранее, может всплывать под ледяным покровом, задерживаясь и нарастая у кромки льда. Образуется зажор, вызывающий затопление прилегающей местности. Такие наводнения наблюдаются в осенне-зимний период на реках Нева, Ангара, Енисей и др. По частоте зажорных наводнений и величине подъема воды первенство принадлежит Ангаре и Неве – рекам, вытекающим из озер.

Нагоны – это подъем уровня воды, вызванный воздействием ветра на водную поверхность. Такие явления случаются в морских устьях крупных рек, а также на пологих участках побережья больших озер и водохранилищ. Главным условием возникновения служит приливы, сильный и продолжительный ветер, характерный для глубоких циклонов. Сильные ветры при прохождении циклонов вызывают усиленное движение морских вод в сторону наветренного берега за счет механического воздействия ветра на водную поверхность и образования на ней уклона в сторону берега. Наблюдается значительный подъем уровня воды. Вторым условием возникновения наводнения является низкий и пологий берег (ниже уровня моря). В таком случае подъем уровня воды приводит к очень большим затоплениям. В устьях рек, имеющих небольшой уклон в сторону моря, нагонные волны распространяются вверх по течению. Нагон как бы подпруживает реку в нижнем течении, вызывая затопление. Самые высокие на земном шаре ветровые нагоны происходят на побережье Индии.

Крупнейшее нагонное наводнение произошло в дельте Ганга в 1970 году. Причиной его был циклон. Гонимая штормовым ветром 10-метровая волна, повернула вспять реку. Вышедшая из берегов вода Ганга затопила около 20 тысяч квадратных километров. С лица земли были снесены десятки городов и сотни деревень, число жертв составило около 1,5 миллиона человек. Сотни тысяч людей умерли от голода и вспыхнувших эпидемий холеры и тифа. В России нагоны проявляются на озерах Чудском, Онежском, Байкал, на Азовском и Каспийском морях, в устьях рек Даугавы, Северной Двины, Невы. Наиболее разрушительные нагонные наводнения отмечались в Ленинграде. Одним из самых трагических был нагон в 1824 году, описанный А.С. Пушкиным в поэме «Медный всадник».

Завальные наводнения происходят в результате обвалов, оползней, селей на склонах гор или возвышенностей. Образованные в результате обвалов, осыпей или лавин естественные дамбы, перегораживают русла рек. Наводнения могут возникнуть или в результате ограниченности движения воды в русле реки или в результате прорыва подпруженной реки. Очень опасны высокогорные озера, подпруженные ледниками. Плотины, сложенные льдом, весьма недолговечны. Прорыв такой плотины возможен в довольно короткий срок. В Таджикистане на высоте около 3500 м над уровнем моря, находится Сарезское озеро. Оно образовалось в результате горного обвала, перегородившего русло реки Мургаб. Это горное озеро висит над речной долиной, словно чудовищная грозовая туча. За ним ведутся непрерывные наблюдения.

Еще одной причиной возникновения наводнения являются цунами. Наводнения, порождаемые цунами, характеризуются неожиданностью, цикличностью, быстротечностью и колоссальной разрушительной силой. Из-за трудности определения эпицентра цунами и большой скорости ее передвижения часто цунами оказываются неожиданными, население – неподготовленным.

Антропогенные причины наводнений связаны с хозяйственной деятельностью человека. Их можно разделить на прямые и косвенные. К косвенным относятся те виды деятельности, которые проводятся в речных бассейнах, долинах, поймах и руслах и могут вызвать изменения в их водном режиме. Это сведение лесов, осушение болот, неправильная распашка склонов, нерациональное освоение пойм, промышленная и гражданская застройка и др. Прямые антропогенные причины приводят непосредственно к большим затоплениям и связаны с проведением различных гидротехнических мероприятий и разрушением плотин, а также неправильное проведение паводкозащитных мероприятий.

Наводнение может произойти и в результате гидродинамической аварии, связанной с выходом из строя (разрушением) гидротехнического сооружения или его части и неуправляемым перемещением больших масс воды, которые несут разрушения и затопление обширных территорий. К основным гидротехническим сооружениям относятся плотины, водозаборные и водосборные сооружения (шлюзы). Разрушение гидротехнических сооружений происходит в результате действия сил природы (землетрясений, ураганов) или воздействия человека (например нанесение ударов ядерным или обычным оружием по гидротехническим сооружениям), а также из-за конструктивных дефектов или ошибок проектирования.

Поражающие факторы наводнения – затопление территорий слоем воды различной толщины, высота и длительность стояния максимального уровня вод; скорость нарастания уровня и расхода вод; смыв грунта в зонах затопления; заражение и загрязнение местности; наносы, переносимые водой и откладывающиеся на затопленной местности (в ряде районов это явление относят к позитивным факторам).

Последствия наводнений. Наводнения ухудшают санитарно-гигиеническое и санитарно-эпидемиологическое состояние обширных районов. Волны, образующиеся при внезапных наводнениях и двигающиеся с огромными скоростями, могут перемещать валуны, вырывать деревья, разрушать здания и мосты, прорывать новые русла.

Низкие (малые) наводнения наблюдаются на равнинных реках и повторяются примерно один раз в 5-10 лет. Эти наводнения почти не нарушаются жизни населения близлежащих к реке районов.

Высокие наводнения сопровождаются значительным затоплением, охватывают сравнительно большие участки речных долин и иногда существенно нарушают хозяйственный и бытовой уклад населения. Такие наводнения наблюдаются один раз в 20-25 лет.

Выдающиеся (большие) наводнения охватывают целые речные бассейны, парализуют хозяйственную деятельность, резко нарушаются хозяйственный и бытовой уклад населения, наносят большой материальный и моральный ущерб. Такие наводнения повторяются примерно один раз в 50-100 лет.

Катастрофические наводнения вызывают затопление громадных территорий в пределах одной или даже нескольких речных систем. Такие наводнения случаются не раньше одного раза в 100-200 лет и формируются, как правило, в бассейнах, где преобладают взаимные подпоры рек при одновременном и интенсивном весеннем половодье. Они приводят к длительным нарушениям хозяйственной и производственной деятельности, гибели людей и материальных ценностей.

Причиняемый наводнениями ущерб подразделяется на прямой и косвенный ущерб. Прямой – это ущерб от повреждений и разрушений жилых и производственных зданий, железных и автомобильных дорог, линий электропередачи и связи, гибель скота и урожая, уничтожения и порчи сырья, топлива, продуктов питания, кормов, а также затраты на временную эвакуацию населения и материальных средств, затраты спасательные и восстановительные работы.

К косвенному ущербу обычно относят затраты на приобретение и доставку в пострадавшие районы продуктов питания, строительных материалов и кормов для скота, расходы на освоение новых сельскохозяйственных земель взамен выбывших из оборота в результате затопления, на переселение людей, на медицинское обслуживание при возникновении инфекционных заболеваний. Сюда же относят убытки от не произведенной промышленной и промышленной продукции, от невыполнения транспортных перевозок, ухудшения условий жизни населения т. п.. Прямой и косвенный ущербы находятся, большей частью, в процентном соотношении 70:30. По данным ЮНЕСКО за 20-е столетие в мире от наводнений погибло 9 млн. человек, в то время как от землетрясений и ураганов – 2 млн. человек. В некоторых странах среднегодовые убытки от наводнений составляют до 15% валового продукта.

На величину ущерба от наводнения оказывают влияние:

· состояние службы прогнозирования;

· наличие и состояние гидротехнических сооружений;

· степень заселенности, промышленной и сельскохозяйственной освоенности речных долин и пойм.

Основными показателями последствий наводнения являются:

· численность населения оказавшегося в зоне затопления;

· число погибших, раненых, оставшихся без крова людей;

· количество населенных пунктов, попавших в зону затопления;

· количество жилых домов и зданий социально-культурного назначения, памятников истории и культуры;

· протяженность железных и автомобильных дорог, линий электропередач, связи, других коммуникаций, оказавшихся в зоне затопления;

· площадь затопления сельскохозяйственных угодий;

· количество погибших сельскохозяйственных животных.

Тенденция роста ущербов от паводков характерна как для нашей страны, так и для многих стран мира, так как темпы освоения затапливаемых территорий значительно опережают темпы строительства сооружений для защиты, в целом сумма ущерба от наводнений на реках превышает сумму эффекта, достигаемого в настоящее время от строительства защитных сооружений.

Прогноз и профилактика. Достаточно просто спрогнозировать масштаб наводнения, но предсказать момент его наступления, даже когда имеется достаточное количество данных о расходах и уровнях воды в реке за длительный период достаточно сложно.

Точность прогноза наводнения увеличивается при получении надежной информации о количестве и интенсивности осадков, уровне воды в реке, запасе воды в снеговом покрове, изменениях температуры воздуха, состоянии почво-грунтов на отдельных участках и водосборе в целом, долгосрочном прогнозе погоды и т. п. Заблаговременность прогноза наводнения может колебаться от нескольких минут в условиях ливневых осадков в верховьях малых рек до нескольких суток и более в низовьях больших рек.

Современный взгляд на проведение профилактических мероприятий включает использование как регуляционных (смягчающих), так и превентивных мер защиты от наводнений.

Первый подход предполагает выполнение строительных работ, направленных на то, чтобы приспособить водный поток в период паводка к размерам русла, либо на то, что бы привести русло в соответствии с силой этого потока.

Второй подход учитывает то, что в реальных условиях неизбежно приходится терпеть ущерб, причиняемый высокой водой, но чтобы уменьшить ущерб надо целенаправленно и умело использовать пойменные районы.

Защита. Спасательные операции в случае опасных паводков включают: оповещение, эвакуацию людей и материальных ценностей, проведение аварийно-спасательных и ремонтно-восстановительных работ, санитарно-гигиенических и эпидемиологических мероприятий, оказание неотложной помощи пострадавшим и т. п.

В случае угрозы наводнения создаются паводковые комиссии. Совместно с органами управления ГО ЧС они решают следующие задачи:

· проверка дамб и плотин, различных специальных средств;

· информирование населения о необходимости принимать те или иные меры;

· организация инженерных работ: рытье водоотводных каналов, возведение насыпей, дамб. К таким работам привлекаются строительные организации, службы и формирования ГО, местные войсковые части.

Все защитные мероприятия делятся на инженерные и неинженерные. Под инженерными понимаются мероприятия, направленные на регулирование, задержание или отвод максимального стока с целью предотвращения наводнения при помощи искусственных сооружений. К ним относятся: 1) аккумулирование стока в водохранилищах, проведение в период паводков аварийного сброса в них; 2) отвод стока из реки в специальные водоемы-накопители; 30 обвалование берегов – строительство вдоль берегов насыпей, валов, дамб; 4) углубление, расширение или спрямление русел рек с целью увеличения их пропускной способности; 5) создание систем ливневой канализации; 6) искусственное регулирование ледовых явлений и др.

Неинженерные мероприятия заключаются в приспособлении деятельности к природным условиям с целью снижения ущерба, в уменьшении максимального стока и ликвидации антропогенных причин, ведущих к усилению наводнений. Главная роль защиты отводится регулированию землепользования на поймах и водохранилищах. Это подразумевает прежде всего ограничение или полное запрещение той деятельности, в результате которой возможно усиление наводнения, которым в период наводнения наносится наибольший ущерб. В качестве неинженерных мер рассматривается создание систем предупреждения и сигнализации, прогнозирование наводнений, повышение уровня знаний населения об угрозе наводнений.

Действия при угрозе и возникновении наводнения. Жители зоны регулярного затопления должны быть заранее информированы об этой опасности, обучены и подготовлены к действиям при угрозе и во время наводнения. С получением прогноза наводнения население оповещается через сеть радио- и телевизионного вещания. В сообщении об угрозе наводнения, кроме гидрометеоданных, указываются ожидаемое время затопления, границы затапливаемой территории, рекомендации о действиях по защите населения и имущества тех или иных населенных пунктов при наводнении, а также порядок эвакуации.

Перед эвакуацией для защиты своего дома (квартиры) и имущества все должны выполнить следующие обязательные действия:

- отключить воду, газ и электричество;

- потушить горящие печи отопления;

- перенести в верхние этажи зданий (чердаки) ценные предметы и вещи;

- убрать в безопасное место сельскохозяйственный инвентарь, закопать, укрыть удобрения и отходы;

- обить (при необходимости) окна и двери первых этажей домов досками или фанерой.

При получении предупреждения о начале эвакуации необходимо быстро собрать и взять с собой:

- личные документы, помещенные в непромокаемый пакет;

- деньги и ценности;

- медицинскую аптечку;

- комплект верхней одежды и обуви по сезону;

- постельное белье и туалетные принадлежности;

- трехдневный запас продуктов питания. Вещи и продукты лучше уложить в чемоданы (рюкзаки, сумки).

Всем эвакуируемым необходимо прибыть к установленному сроку на сборный эвакуационный пункт для регистрации и отправки в безопасный район. В независимости от сложившейся обстановки эвакуация населения проводится выделенным для этих целей транспортом или пешком.

При внезапном наводнении необходимо как можно быстрее занять ближайшее безопасное возвышенное место и быть готовым к эвакуации по воде, в том числе с помощью подручных плавсредств. В такой обстановке не следует поддаваться панике, терять самообладание, надо принять меры, позволяющие спасателям своевременно обнаружить людей, отрезанных водой и нуждающихся в помощи. В светлое время суток это достигается вывешиванием на высоком месте белого или цветного полотнища, а в ночное время – подачей сигналов.

Для их спасения применяются все имеющиеся плавсредства: катера, лодки, плоты, паромы с буксирами, вездеходы-амфибии. Разведка затопленного района осуществляется с использованием авиации, а для спасения людей привлекаются также и вертолеты. Пострадавшим на воде должна быть оказана первая помощь. Людей, подобранных на поверхности воды, следует переодеть в сухую одежду, дать успокаивающие средства, а извлеченным из воды или со дна водоема – провести искусственное дыхание, если даже у них нет видимых признаков жизни.

Обычно пребывание людей в зоне затопления длится до спада воды или прихода помощи со стороны спасателей, имеющих надежные средства для эвакуации в безопасный район.

Самоэвакуация населения на незатопленную территорию проводится в случаях необходимости оказания неотложной медицинской помощи пострадавшим, израсходования или отсутствия продуктов питания, угрозы ухудшения обстановки или в случае утраты уверенности в получении помощи со стороны. Для самоэвакуации по воде используются личные лодки или катера, плоты из бревен и других подручных материалов.

После спада воды люди торопятся вернутся в свое жилье. При этом следует помнить о мерах предосторожности. Следует остерегаться порванных или провисших электрических проводов. О повреждениях, а также о разрушении водопроводных, газовых и канализационных магистралей немедленно сообщайте в соответствующие коммунальные службы и организации. Попавшие в воду продукты категорически запрещается применять в пищу до проведения проверки санэпидемслужбой и без горячей обработки.

Запасы питьевой воды перед употреблением должны быть проверены, а имеющиеся колодцы с питьевой водой – осушены путем выкачивания из них загрязненной воды.

Перед входом в здания после наводнения следует убедиться, что их конструкции не претерпели явных разрушений и не представляют опасности для людей. Прежде чем войти в помещение, необходимо в течение нескольких минут его проверить, открыв входные двери или окна. При осмотре внутренних комнат здания (дома) не рекомендуется применять спички или свечи в качестве источника света из-за возможного присутствия газа в воздухе. Для этих целей лучше использовать электрические фонари. До проверки специалистами состояния электрической сети нельзя пользоваться источниками электроэнергии.

Указанные основные правила поведения и порядок действий населения при наводнении позволяют существенно снизить возможный материальный ущерб и сохранить жизнь людей, проживающих в опасных районах и поврежденных воздействию водной стихии.

 

Наводнение в странах Западной Европы. В феврале 1962 г. шторм силой 12 баллов, свирепствовавший в Северном море, обрушил огромные массы воды на берега западной Германии. Морская вода ворвалась в устья рек и заставила их течь обратно. В результате воды рек и моря проникли в глубь суши примерно на 100 км, заливая все на своем пути. Под водой оказались города Гамбург, Бремен, Куксхафен и все окрестные населенные пункты. Вода разрушила железные и автомобильные дороги, линии электропередачи и связи, газопроводы, смыла и разрушила сотни жилых построек. Большой ущерб был нанесен промышленным предприятиям. Более тысяч людей остались без крова, 400 человек погибли в домах. Не успев из них выбраться. Наводнение нанесло материальный ущерб в несколько миллиардов марок. В спасательной операции помимо полиции и специальных подразделений принимали участие 25 тысяч солдат, 100 вертолетов. Шторм одновременно вызвал наводнение в Англии и других приморских странах Западной Европы. В районе, примыкающей к устью Темзы, волна высотой 2,5 м унесла свыше 300 человеческих жизней. В Голландии лавина воды четырехметровой высоты, пришедшая с моря. Не только повернула течение рек, но разрушила защитные дамбы и опустошила юго-запад страны, погубив 1800 человек.

Наводнение в Южном Федеральном округе в 2002 году. В результате наводнения погиб 91 человек, в том числе 47 – в Ставропольском крае, 31 – в Краснодарском, 6 – в Карачаево-Черкессии, 6 - в Северной Осетии, 1 – в Кабардино-Балкарии. Пострадало 343 населенных пункта, в которых разрушено 7519 домов полностью и повреждено 45733 дома. Общее число пострадавших 329413 человек. Эвакуированы 101911 человек, из которых вернулись 38777 человек.

Более всего пострадал Новокубанский район Краснодарского края. Общая площадь затопления составила более 200 кв. км. В зоне чрезвычайной ситуации оказалось более 600 тысяч человек или 76% населения. Затоплено 6747 жилых домов, 18300 хозяйственных построек, 186 предприятий сельского хозяйства, промышленности, строительства, транспорта, связи, образования, культуры и торговли, 14800 садов и 5678 приусадебных участков. Значительно повреждены объекты жилищно-коммунального хозяйства, водоснабжения, разрушено 8 мостов, 186 километров дорог, улиц и тротуаров, 63 километра водопроводных, канализационных, газовых и телефонных сетей, 97 опор электро - и радиопередач, огромное количество домашнего имущества, скота и животных. Общий ущерб составляет около 1 миллиарда рублей, без крова и средств к существованию осталось более 16000 человек.

Цунами

И море – именно та область, та единственная стихия, где эти гиганты могут распространяться и существовать.

Ж. Верн. «Двадцать тысяч лье под водой».

Цунами – гравитационные волны большой силы, возникающие на поверхности океанов и морей. Термин «цунами» пришел из японского языка и дословно означает большая волна в заливе. Цунами возникают во время землетрясений (моретрясений), извержения подводных вулканов, подводных обвалов или оползней; вибраций дна в результате подводных взрывов крупных ядерных устройств с образованием в толще воды мощных волн. Эти волны расходятся во все стороны от эпицентра, который представляет собой проекцию гипоцентра – условного центра очага землетрясения – на поверхность морского дна. Там возникают напряжения и деформации горных пород, которые приводят к разрывам и высвобождению накопившейся энергии.

Чаще всего цунами связаны с землетрясениями. Но не всякое землетрясение вызывает цунами. Гигантская волна образуется, когда происходит внезапное, очень резкое смещение океанского дна, и особенно при мгновенном вбрасывании (подъеме) одного из крыльев тектонического разрыва. Максимальная амплитуда волн возникает тогда, когда смещение пород происходит на глубине 10 км. Мгновенное смещение дна вызывает одновременный подъем всей толщи воды и волны поверхности, расходящиеся в стороны со скоростью до 600-800 км/ч. в открытом океане эти волны можно не заметить: они имеют большую длину, расстояние между гребнями достигает 100-150 км, а высоту всего несколько метров. Разрушительная сила цунами зависит от интенсивности породивших их землетрясений, расстояний от места их возникновения до берега, протяженности очага и первоначальной высоты волны, от особенностей рельефа дна на пути распространения волны и конфигурации береговой линии. Особую опасность представляют собой суживающиеся, с уменьшающимися глубинами бухты и проливы, в которых происходит значительное уменьшение глубины и увеличение высоты волны. В случае низменного побережья волна захватывает большие участки суши, сметая все на своем пути. Уменьшается высота волны только в закрытых расширяющихся бухтах с узким входом. Дело в том, что энергия волны распределена так, что в результате трения верхняя часть толщи воды перемещается с большей скоростью, чем нижняя. При приближении к берегу уменьшается как скорость движения волны, так и ее длина. Когда нижняя часть волны начинает тормозиться, волна вырастает, увеличивая свою высоту. На гребне растущей волны появляется белый бурун, и она приобретает асимметричную форму: внутренняя сторона вогнутая и крутая, а внешняя, обращенная в сторону океана, более пологая. У волны цунами гребень венчается гигантским буруном, а сама она всей массой гигантской водяной стены обрушивается на берег.

Пространственное распространение цунами. Отмеченное за 2,5 тысячи лет пространственное распределение показывает, что цунами характерно только для Тихого, Атлантического океанов и Средиземного моря. За этот период зарегистрировано 355 случаев цунами. Основной район, где появляются цунами – побережье Тихого океана (до 80% всех случаев). При этом на долю Японии и Гавайских островов приходится более 197 случаев. Из 99 цунами, происшедших в Японии с 687 года, сильными, сопровождающимися разрушениями береговых сооружений, оказалось лишь 17. Среди 14 цунами, отмеченных на Курильских островах и на Камчатке с 1737 года, только 4 оказались сильными и причинили разрушения постройкам и населенным пунктам, расположенным на берегу океана. При взрыве вулкана Кракатау в Зондском проливе между островами Ява и Суматра в 1883 году гигантская волна смыла в море более 36000 человек, в 1933 году у побережья Санрику в Японии волной цунами высотой 24 м было смыто 3000 жителей. В 1952 году цунами высотой 18 м разрушило город Северо-Курильск, расположенный на острове Парамушир.

Поражающие факторы. Основные поражающие факторы цунами: высота, скорость и сила распространения волн при обрушении их на побережье, а также внезапность возникновения и неограниченная дальность распространения.

Волны образуются как в толще океана, так и на его поверхности и достигают берега с периодом от 5 до 90 минут. Длина цунами составляет 150-300 км. Скорость распространения цунами зависит от глубины и достигает 1000 км/ч.

В открытом море цунами почти не заметны. Но, добежав до мелководного континентального шельфа, волна становится выше, вздымается, высота гребня растет. В зависимости от рельефа побережья волны могут достигать 40 м высоты и распространяться вглубь суши на расстояние до 3-10 км, а, уходя обратно с берега в океан, образовывать сильные течения. Высота и скорость движения волн возрастают при входе в узкие и глубокие бухты, а также при отражении волн от крутых берегов, особенно при значительной глубине прибрежных районов. На отлогих берегах образование гребня происходит вдали от береговой черты, и волны опрокидываются на береговой отмели, вследствие чего еще до выхода на берег теряют свою силу, высоту и скорость.

Последствия цунами. Бурлящая вода стремительно мчится вперед, сметая все на своем пути. Если волна входит в узкий залив, то ее высота и сила возрастают в несколько раз. Постепенно сила волны иссякает, и вода начинает свой обратный бег к океану, увлекая за собой любые плавающие предметы, автомобили, животных и людей.

Вторичные последствия цунами в значительной степени связаны с подтоплениями, затоплениями, разрушениями прилегающих к берегу земель (это значит еще и засоление почвы), зданий, предприятий и т.п. Мощные потоки воды далеко продвигаются вглубь суши по долинам рек, смывая мосты и вызывая оползни. Для цунами как для большинства стихийных бедствий характерно увеличение риска пожаров, химических и других загрязнений (последствия промышленных разрушений).

Прогноз, профилактические мероприятия и защитные мероприятия. Э ффективность прогноза и оповещения о приближении цунами зависит от точности прогноза координат эпицентра, силы и продолжительности подводных землетрясений или взрывов вулканов, обуславливающих образование цунами. День и час возникновения землетрясения и как следствия его цунами предсказать в принципе нереально, так как этот процесс нелинейный. Но можно установить районы, где риск землетрясения и цунами велик, то есть провести сейсмическое районирование.

Основные места возникновения цунами – это Тихий океан, на периферию которого приходится более 80% цунами. «Огненное кольцо» Тихого океана характеризуется большим количеством действующих вулканов, частыми сильными землетрясениями, горным рельефом и цепочкой глубоководных желобов. В этих местах происходит погружение тяжелых холодных океанических плит под более легкие и высоко расположенные континентальные, что и приводит к возникновению описанных событий.

По координатам эпицентра землетрясения, используя карты изохрон, может быть определено расчетное время добегания цунами до любой точки океана или побережья. Продолжительность его может меняться от получаса до суток, в зависимости от координат землетрясения и расстояния от побережья. Для Камчатки и Курильских островов время добегания цунами очень мало – от 30 до 40 минут. При таком сравнительно малом времени добегания цунами до побережья Камчатки и Курильских островов точность прогноза этого явления приобретают жизненно важное значение в первую очередь для населения побережья (для судов в открытом океане цунами практически незаметно). Обрушится на берег волна или нет – неизвестно. Но жители побережий, находящихся в опасной сейсмической зоне, почувствовав землетрясение, должны немедленно бежать прочь от береговой зоны. Так можно спастись от цунами, когда время прихода составляет 15-30 минут. Если же цунами возникает далеко, и волны перемещаются несколько часов, то достаточно времени, чтобы подготовиться к стихии и вывести людей в безопасные места. Для этого должна действовать система оповещения населения, чтобы не возникала паника. Надо, чтобы туристы, приезжающие отдыхать в сейсмоопасные районы, об этом знали и четко представляли, что надо делать в случае тревоги.

Для прогноза цунами кроме геофизических методов могут быть использованы некоторые предшествующие ему природные явления, например, сильный отлив океана от берега, происходящий в неурочное время и достаточно быстро. Отступление океана в этом случае длится от нескольких минут до получаса, а в некоторых случаях и дольше. На Курило-Камчатском побережье вследствие близости очагов землетрясения отступление океана длится не более 10-15 минут. При этом, чем дальше океан отступает от берегов после землетрясения, тем большей силы достигнет цунами.

Профилактические мероприятия необходимо проводить прежде всего в прибрежных районах, ранее неоднократно поражавшихся цунами. К ним относят: строительство береговых укреплений, предохраняющих здания, сооружения и др. материальные ценности; волноломы, уходящие в океан на десятки метров; волнорезы; дамбы; перемычки; волноотбойные стенки; перемещение домов на высокие участки побережья; упорядочение деятельности в приливно-отливной зоне; облесение побережья; устройство гаваней-убежищ для судов и т. п.

Предсказание любого явления особенно стихийного – дело чрезвычайно сложное. В природе все взаимосвязано и взаимообусловлено. Факторов, от которых зависит каждое явление, много. Сложность в предсказании цунами усугубляется его зависимостью от землетрясения. Поэтому прогноз цунами подразделяется на долгосрочный и краткосрочный. К краткосрочному относится прогноз от уже происшедшего землетрясения. Учет всех данных дает возможность предсказать будет цунами или нет. К долгосрочному относят предсказание всех тех цунами, которые возникнут в будущем при сильных землетрясениях.

В 1965 г. был учрежден Международный информационный центр цунами (МИЦЦ). Начало его организации положено созданием Службы предупреждения о цунами в США в 1946 г., после того, как побережье страны и особенно гавайские острова пострадали от цунами, возникшего после Алеутского землетрясения 1 апреля 1946 г.

У нас в России еще в конце 50-х годов прошлого века на Дальнем Востоке создана служба предупреждения цунами, охватывающая Камчатку, Курильские острова, Сахалин и Приморье. На Гавайских островах существует Центр предупреждения имени Ричарда Хагимайера. Сейчас в Индийском океане, вблизи Индонезии, предполагается организовать сеть наблюдений, а в дальнейшем есть намерение сделать глобальную сеть предупреждений о цунами и оснастить ее новейшими сейсмографами, специальными датчиками и бакенами, на которых будет размещена регистрирующая аппаратура, и все это объединить спутниковой системой.

 

Землетрясение, случившееся 26 декабря 2004 года в 7 часов 58 минут по местному времени у берегов Индонезии, стало причиной цунами, которое обрушилось на остров Суматра, Шри-Ланку, острова у берегов Таиланда, восточное побережье Индии, Мальдивские острова и даже га береговую зону в Сомали в Восточной Африке. Его магнитуда равнялась 9 по шкале Рихтера. Эпицентр землетрясения находился вблизи северной оконечности острова Суматра на глубине около 20 км под дном океана. Протяженность очага в направлении северо-запад – юго-восток составила более 1000 км! Вертикальный сдвиг пластов земной коры в эпицентре землетрясения был равен 8-10 м. В геологическом отношении здесь проходит граница между двумя литосферными плитами – крупными блоками земной коры, где происходит погружение океанической Индийской плиты под восточную континентальную. Желоб, протягивающийся параллельно Суматре, представляет след такого погружения. В результате землетрясения образовалась гигантская волна цунами. Ее высота в открытом океане составила 0,8 м, в прибрежной зоне – 15 м, а в зоне заплеска – 30 м. Скорость волны в открытом океане достигла 720 км/ч, а по мере торможения снизилась до 36 км/ч. Через 15 минут после первого толчка волна достигла и смела северную оконечность острова Суматра. Через 1,5 часа она обрушилась на побережье Таиланда и курортного острова Пхукет, через 2 часа достигла Шри-Ланки, Мальдивских островов и Индии, за 8 часов прошла Индийский океан, а за сутки – впервые в истории наблюдения волн цунами обогнуло весь Мировой океан. Даже на Тихоокеанском побережье Мексики высота волны составила 2,5 м.

Цунами унесло жизни около 300 тысяч человек и причинило огромный материальный ущерб. Наибольше число жертв цунами вызвало в Индонезии и на Шри-Ланке. На побережье и на глубину на многие километры была уничтожена вся инфраструктура, сильно нарушены связь и транспортное сообщение. По оценкам ООН - это крупнейшая природная катастрофа, постигшая человечество за последние 100 лет. К сожалению, в районе землетрясения сети наблюдений не существовало, а система оповещения не была организована.