Основные характеристики зоны наводнения

К основным характеристикам зоны наводнения, как правило, относят:

– численность населения, оказавшегося в зоне наводнения;

– количество населенных пунктов, попавших в зону, охваченную наводнением (здесь можно выделить города, поселки городского типа, сельские населенные пункты, полностью затопленные, частично затопленные, попавшие в зону подтопления и т.п.);

– количество объектов различных отраслей экономики, оказавшихся в зоне, охваченной наводнением;

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

– количество мостов и тоннелей, затопленных, разрушенных и поврежденных в результате наводнения;

– площадь сельскохозяйственных угодий охваченных наводнением;

– количество погибших сельскохозяйственных животных.

Качественная характеристика причиненного ущерба затопленной территории, как правило, зависит:

– от высоты подъема воды над уровнем реки, водоема, которая может колебаться от 2 до 14 метров;

– от площади затопления, которая колеблется от 10 до 1000 км²;

– от площади затопления населенного пункта, которая колеблется от 20 до 100 %;

– от максимального расхода воды в период половодья, который в зависимости от площади водосбора колеблется от 100 до 4500 м³/сек.(при площади водосбора 500 км² максимальный расход воды колеблется от 100 до 400 м³/сек., 1000 км² – 400 – 1500 м³/сек., 10000 км² – 1500 – 4500 м³/сек.).

– от продолжительности паводка, колеблющегося от 1 до 2 суток;

– от продолжительности половодья, колеблющегося на малых реках от 1 до 3 суток, а на крупных реках – от 1 до 3 месяцев;

– от скорости потока, которая при паводках изменяется от 2 до 5 м/с.

Основными параметрами воздействия паводковых волн (волн пропуска) на постоянные мостовые переходы является:

удар движущегося фронта волны;

длительное гидравлическое давление на элементы моста (опоры моста, береговые устои, пролетные строения);

размыв грунта между опорами (общий размыв) и подмыв опор (местный), разрушение регуляционных сооружений, земляных насыпей (эстакад) на подходах к мосту;

медленное затопление местности, сооружений и дорог без существенного их разрушения на подходах к мостовому переходу;

удары массивных плавучих предметов и образование стеснений потока, что вызывает дополнительный подпор с верховой стороны моста.

Анализ статистических данных по разрушению постоянных мостовых переходов от наводнения показывает, что наиболее уязвимыми элементами мостового перехода является мост и его защитные элементы. Основной причиной разрушения всех элементов мостового перехода является размыв грунта (таблица 12).

Таблица 12

Данные по разрушению

Постоянных мостовых переходов от паводков

Наименование дефектов	% от общего числа случаев
1	2
Мосты
Общий размыв русел из-за недостаточности отверстия (включая пойменные участки, перекрытые эстакадами)	18
Мостовые размывы опор	24
Подтопление пролетных строений	2
Подходы к мостам
Подтопление и перелив через насыпи	10
Размыв основания и откосов насыпи	12 2
1
Фильтрация через тело насыпи и ее сползание	1
Регуляционные сооружения
Местный размыв основания	23
Перелив через дамбы и траверсы	4
Повреждение регуляционных сооружений продольным течением	3
Фильтрация и сползание тела сооружения	3
И Т О Г О:	100

 

Цунами

Цунами – гравитационные волны очень большой длины, возникающие в результате сдвига вверх или вниз протяженных участков дна при сильных подводных землетрясениях, реже вулканических извержениях.

Огромные массы воды, выбрасываемой на берег с этими волнами создают опасные чрезвычайные ситуации, связанные с затоплением местности морской водой, разрушением или повреждением зданий, сооружений в прибрежных районах жилой и промышленной застройки, портовых сооружений и причалов, судов и других плавсредств, линий электроснабжения и связи, дорог и мостов, а также к гибели людей и животных.

Внешними признаками возникновения волн цунами являются:

– толчки земной коры, как при землетрясении;

– резкий спад уровня воды и обнажение морского (океанического) дна;

– появление трещин в ледяном покрове у берегов и выброс больших масс воды.

Характер и объем последствий и ущерба в районах воздействия волн цунами зависят главным образом от высоты волн и скорости ее движения, времени подхода, а также ширины и уклона местности в зоне затопления. Высота заплесков волн на берег при катастрофических цунами может изменяться от 2–3 метров (в районе острова Сахалин) до 10–18 метров (на Курильских островах).

Скорость движения волны на урезе воды может достигать 6 м/с, а на удалении 1 км и 2 км от уреза воды – 4 м/с и около 2 м/с соответственно.

Время подхода волны к береговой линии для районов Сахалина и Курильских островов (после землетрясений с эпицентром в Тихом океане) составляет от 10 до 40 минут.

Ширина зоны затопления берега зависит от уклона местности и высоты волн. При уклоне местности С=0,001 и высоте волны цунами до 3 метров ширина зоны затопления может достигать 3-х км.

Давление гидропотока и степень разрушения береговых строений зависит, главным образом, от высоты волны, скорости движения волны и уклоне берега.

Расчетные данные по величине давления потока воды, кПа на вертикальные преграды при скорости движения до 3 м/с и уклоне i=0,001, а также характеру разрушения жилых и промышленных зданий приведены в таблице 13.

 

Таблица 13

 

Высота волны, м	Давление потока на преграду, кПа	Характер разрушения зданий	Удаление границ зон разрушений от уреза воды, км
3	40	полные	0,5
2,5	30
2	20	сильные	0,5 – 1
1,5	10	средние	1 – 2
1	5	слабые	2 – 2,5
менее 1	менее 5	повреждения	2,5 – 3

 

В силу малой сжимаемости воды и быстроты процесса деформации участков дна опирающийся на них столб воды также смещается, не успевая растечься, в результате чего на поверхности воды образуется некоторое возвышение или понижение. Образовавшееся возвышение переходит в колебательное движение толщи воды, распространяющееся со скоростью, пропорциональной квадратному корню из глубины моря (50–100 км/ч). Расстояние между соседними гребнями волны находится в пределах 5–1500 км. Высота волн в области их возникновения находится в пределах 0,1–5 м, у побережья – 50 м. (На мелководье волна резко замедляется, её фронт вздымается и обрушивается со страшной силой на сушу). В глубь суши цунами могут распространяться до 3 км. Основной район, где проявляются цунами – побережье Тихого океана (80 %), а также Атлантический океан и реже Средиземное море.

Волна цунами может быть не единственной. Очень часто это серия волн с интервалами в час и более. Самую высокую волну из серии называют главной.

Возможные масштабы последствий классифицируются балльностью:

1 балл – цунами очень слабое (волна фиксируется лишь приборами);

2 балла – слабое (может затопить плоское побережье, его замечают лишь специалисты);

3 балла – среднее (отмечается всеми, плоское побережье затопляется, лёгкие суда могут быть выброшены на берег, портовые сооружения получают слабые повреждения)

4 балла – сильное (побережье затопляется. Прибрежные постройки повреждаются, крупные парусные и небольшие моторные суда могут быть выброшены на берег, а затем снова смыты в море. Возможны человеческие жертвы.)

5 баллов – очень сильное (прибрежные территории затоплены. Волноломы и молы сильно повреждены. Крупные суда выброшены на берег. Имеются человеческие жертвы. Велик материальный ущерб.)