Гидросферные опасности и чрезвычайные ситуации: паводки, наводнения, цунами, волнения на море; основные причины, поражающие факторы и их п

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение 

 

ГЛАВА1. Цунами

§1.1 Основные понятия о  цунами

§1.2 Причины образования цунами

§1.3 Признаки появления цунами

§1.4 Системы предупреждения цунами

 

ГЛАВА2. Наводнение

§2.1 Основные понятия о  наводнении

 

§2.2 Типы наводнений

 

§2.3 Причины наводнения

 

§2.4 Способы предотвращения наводнений

 

 

Заключение

Список литературы

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Гидросферные опасности на протяжении всей истории человечества не только имели место в виде стабильной угрозы, но и в зависимости от географических условий, влияли на формирование населенных пунктов, расположение населения, особенности быта целых народов и служили причиной страшных катастроф. Современность не стала исключением. Цунами и наводнения по-прежнему представляют собой серьезную опасность. Несмотря на то, что наука достигла преимущественных высот за последние десятилетия, ученые по-прежнему не в силах с математической точностью определять место и время возникновения гидросферных опасностей. Ввиду этого проблема остается практически на том же уровне что и много веков назад. Но если долгое время источником гидросферных опасностей были только природные явления, то в настоящее время им стал сам человек. Некоторые виды человеческой деятельности становятся искусственным возбудителем гидросферных опасностей, так как механически воздействуют на окружающую среду.

Изучение гидросферных опасностей является одной из первостепенных задач во многих странах. Предотвращение таких явлений невозможно в большинстве случаев, но их своевременное предупреждение, разработка наиболее эффективных методов по ликвидации последствий – это важная задача для ученых всего мира.

 

ГЛАВА 1. Цунами

 

§1.1 Основные понятия  о цунами

 

Цунами— это длинные волны, порождаемые мощным воздействием на всю толщу воды в океане или другом водоёме. Более 80 % цунами возникают на периферии Тихого океана.

В открытом океане высота волны редко  превышает один метр, а длина волны (расстояние между гребнями) достигает  сотен километров, и поэтому волна  не опасна для судоходства. При выходе волн на мелководье, вблизи береговой  черты, их скорость и длина уменьшаются, а высота увеличивается. У берега высота цунами может достигать нескольких десятков метров. Наиболее высокие  волны, до 30—40 метров, образуются у  крутых берегов, в клинообразных  бухтах и во всех местах, где может  произойти фокусировка. Районы побережья  с закрытыми бухтами являются менее опасными. Цунами обычно проявляется  как серия волн, так как волны  длинные, то между приходами волн может проходить более часа. Именно поэтому не стоит возвращаться на берег после ухода очередной  волны, а стоит выждать несколько  часов.

      §1.2 Причины образования цунами

• Подводное землетрясение (около 85 % всех цунами). При землетрясении под водой образуется вертикальная подвижка дна: часть дна опускается, а часть приподнимается. Поверхность воды приходит в колебательное движение по вертикали, стремясь вернуться к исходному уровню, — среднему уровню моря, — и порождает серию волн. Далеко не каждое подводное землетрясение сопровождается цунами. Цунамигенным (то есть порождающим волну цунами) обычно является землетрясение с неглубоко расположенным очагом. Проблема распознавания цунамигенности землетрясения до сих пор не решена, и службы предупреждения ориентируются на магнитуду землетрясения. Наиболее сильные цунами генерируются в зонах субдукции.
• Оползни. Цунами такого типа возникают чаще, чем это оценивали в ХХ веке (около 7 % всех цунами). Зачастую землетрясение вызывает оползень и он же генерирует волну. Часто происходят подводные оползни в дельтах рек, которые не менее опасны. Землетрясение может быть причиной оползня и, например, в Индонезии, где очень велико шельфовое осадконакопление, оползневые цунами особенно опасны, так как случаются регулярно, вызывая локальные волны высотой более 20 метров.
• Вулканические извержения (около 4,99 % всех цунами). Крупные подводные извержения обладают таким же эффектом, что и землетрясения. При сильных вулканических взрывах образуются не только волны от взрыва, но вода также заполняет полости от извергнутого материала или даже кальдеру в результате чего возникает длинная волна.
• Человеческая деятельность. В наш век атомной энергии у человека в руках появилось средство вызывать сотрясения, раньше доступные лишь природе.
• Падение крупного небесного тела может вызвать огромное цунами, так как, имея огромную скорость падения (десятки километров в секунду), данные тела имеют также колоссальную кинетическую энергию, а масса их может достигать миллиарды тонн. Эта энергия будет передана воде, следствием чего и будет волна.
• Ветер может вызывать большие волны (примерно до 20 м), но такие волны не являются цунами, так как они короткопериодные и не могут вызывать затопления на берегу. Однако возможно образование метео-цунами при резком изменении давления или при быстром перемещении аномалии атмосферного давления.

§1.3 Признаки появления цунами

• Внезапный быстрый отход воды от берега на значительное расстояние и осушка дна. Чем дальше отступило море, тем выше могут быть волны цунами. Люди, находящиеся на берегу и не знающие об опасности, могут остаться из любопытства или для сбора рыбы и ракушек.
• Землетрясение. Эпицентр землетрясения находится, как правило, в океане. На берегу землетрясение обычно гораздо слабее, а часто его нет вообще. В цунами опасных регионах есть правило, что если ощущается землетрясение, то лучше уйти дальше от берега и при этом забраться на холм, таким образом заранее подготовиться к приходу волны.
• Необычный дрейф льда и других плавающих предметов, образование трещин в припае.
• Громадные взбросы у кромок неподвижного льда и рифов, образование толчеи, течений.

§1.4 Системы предупреждения цунами

 

Системы предупреждения цунами строятся главным образом на обработке  сейсмической информации. Если землетрясение  имеет магнитуду более 7,0 (в прессе это называют баллами по шкале Рихтера) и центр расположен под водой, то подаётся предупреждение о цунами. В зависимости от региона и заселённости берегов условия выработки сигнала тревоги могут быть различными.

Вторая возможность предупреждения о цунами это предупреждение «по  факту» — способ более надёжный, так как практически отсутствуют ложные тревоги, но часто такое предупреждение может быть выработано слишком поздно. Предупреждение по факту полезно для телецунами — глобальных цунами, оказывающих влияние на весь океан и приходящих на другие границы океана спустя несколько часов. Для выявления волн цунами в открытом океане используются придонные датчики гидростатического давления. Система предупреждения, основанная на таких датчиках со спутниковой связью с приповерхностного буя, разработанная в США, называется DART (en:Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis). Обнаружив реальную волну тем или иным образом, можно достаточно точно определить время её прибытия в различные населённые пункты.

Существенным моментом системы  предупреждения является распространение  актуальной информации среди населения.

 

ГЛАВА 2. Наводнение

 

§2.1 Основные понятия  о наводнении

 

Наводнение - значительное затопление водой местности в результате подъёма уровня воды в реке, озере  или море, вызываемого различными причинами. Наводнение на реке происходит от резкого возрастания количества воды вследствие таяния снега или  ледников, расположенных в её бассейне, а также в результате выпадения  обильных осадков. Наводнения нередко  вызываются повышением уровня воды в  реке вследствие загромождения русла  льдом при ледоходе (затора) или вследствие закупоривания русла под неподвижным ледяным покровом скоплениями внутриводного льда и образования ледяной пробки (зажора). Нередко наводнения возникают под действием ветров, нагоняющих воду с моря и вызывающих повышение уровня за счёт задержки в устье приносимой рекой воды. На морских побережьях и островах наводнения могут возникнуть в результате затопления прибрежной полосы волной, образующейся при землетрясениях или извержениях вулканов в океане (см. Цунами). Подобные наводнения нередки на берегах Японии и на других островах Тихого океана. Наводнения могут быть обусловлены прорывами плотин, оградительных дамб. Наводнения случаются на многих реках Западной Европы — Дунае, Сене, Роне, По и других, а также на реках Янцзы и Хуанхэ в Китае, Миссисипи и Огайо в США

Наиболее эффективный  способ борьбы с наводнениями — регулирование речного стока путём создания водохранилищ.

 

        §  2.2 Типы наводнений

 

• Половодье — периодически повторяющийся довольно продолжительный подъем уровня воды в реках, обычно вызываемый весенним таянием снега на равнинах или дождевыми осадками. Затапливает низкие участки местности.

 Половодье может принимать  катастрофический характер, если      инфильтрационные свойства почвы значительно уменьшились за счет перенасыщения её влагой осенью и глубокого промерзания в суровую зиму. К увеличению половодья могут привести и весенние дожди, когда его пик совпадает с пиком паводка.

• Паводок — интенсивный сравнительно кратковременный подъем уровня воды в реке, вызываемый обильными дождями, ливнями, иногда быстрым таянием снега при оттепелях. В отличие от половодий, паводки могут повторяться несколько раз в году. Особую угрозу представляют так называемые внезапные паводки, связанные с кратковременными, но очень интенсивными ливнями, которые случаются и зимой из-за оттепелей.
• Затор — нагромождение льдин 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 — скопление рыхлого льда во время ледостава (в начале зимы) в сужениях и на излучинах русла реки, вызывающее подъем воды на некоторых участках выше него.
• Ветровой нагон — это подъем уровня воды, вызванный воздействием ветра на водную поверхность, случающийся в морских устьях крупных рек, а также на наветренном берегу больших озёр, водохранилищ и морей.

Наводнение при прорыве  гидротехнических сооружений (гидродинамическая  авария) — это происшествие, связанное  с выходом из строя (разрушением) гидротехнического сооружения или  его частей с последующим неуправляемым  перемещением больших масс воды.

 

§2.3 Причины наводнения

 

• Продолжительные дожди .

Продолжительные дожди являются одной из самых распространенных причин наводнений. В зависимости  от рельефа местности, вида грунта создается  опасность накопления излишних водных масс. Смещение воды, объединение нескольких потоков создают серьезную угрозу для жителей и их имущества.

В случаях при длительной продолжительности, высокой интенсивности дождя повышается уровень воды в водоемах (чаще всего реках). Это взывает противоестественные разливы, провоцирует большое скопление воды на участках с рельефными впадинами, затопление большой площади водными массами.

• Таяние снегов.

В настоящее время наблюдается  изменение климатических условий в различных местностях. Резкие перепады температуры вызывают резкое замерзание большого количества воды и также резкого ее таяния. Это становиться причиной многих стихийных бедствий, в том числе и наводнений.

В отдельных районах, например в горной местности, где снега  могли храниться и накапливаться  достаточно продолжительное время, ввиду изменения климатических  условий (резкое потепление, сейсмическая активность) начинают таять и смещаться, что становиться источником оползней, селей и наводнений.

• Волна цунами

После поражения суши несколькими  огромными волнами цунами, остаются не только многочисленные жертвы и  разрушения, но большой объем воды, который на протяжении еще долгого  времени остается на ее поверхности, чем причиняет серьезный ущерб.

 

§2.4 Способы предотвращения наводнений

 

Предотвращения подобных событий помогут противопаводковые мероприятия, в состав которых входят следующие работы:

• Спрямление и углублению русла водоемов;
• Очистка дна от ила и грунтовых наносов;
• Удаление донного сора бытового и промышленного значения;
• Подъем топленой древесины и крупногабаритных предметов;
• Покос камыша и обводненной растительности;
• Наращивание и укрепление берегов водоемов;
• Строительство водоемов противопаводкового назначения;
• Возведение искусственных дамб для предотвращения обводнения территорий;

 

Самые распространенные и  недорогие способы защиты от паводков – это удаление водорослей и растительности из русла, очистка водоема от иловых отложений и устранение крупногабаритных затопленных предметов. Обычно, данных мероприятий достаточно для предотвращения паводка малой и средней интенсивности. Если же весенние наводнения являются серьезной проблемой, то местные административные органы должны выделить средства на проведение дноуглубительных работ. Это самый надежный метод увеличения пропускной способности русла, а значит, паводковая вода будет вовремя уходить с окружающих водоем территорий, сводя к минимуму риск нанесения ущерба. В особых случаях необходим серьезный анализ причин затопления, и реализация полного комплекса противопаводковых работ.