Морские гидрологические опасные явления

3. Морские гидрологические опасные явления:

 

тропические циклоны (тайфуны);

цунами;

сильное волнение (5 баллов и более);

сильное колебание уровня моря;

сильный тягун в портах;

ранний ледяной покров и припай;

напор льдов, интенсивный  дрейф льдов;

непроходимый (труднопроходимый) лед;

обледенение судов и портовых сооружений;

отрыв прибрежных льдов.

 

ТРОПИЧЕСКИЕ ЦИКЛОНЫ – сезонные явления, частота которых в разных районах меняется в среднем от 1 до 20 ураганов в год. 
 Встречаются над теплыми тропическими океанами, в стадии формирования циклон обычно движется на запад, а после окончания формирования изгибаются к полюсам.

За год со спутников  прослеживается до 110 ураганов, зарождающихся  над Атлантикой. Но только 10-11 из них  вырастает до таких размеров, когда  их можно наименовать ураганами, или тропическими штормами.

Опасность тропического шторма состоит в экстремальном действии одного или всех элементов (ветра, дождя, штормовых нагонов и волн).

ЦУНАМИ – серия гигантских океанских волн, возникающие вследствие подводных или островных землетрясений или извержений вулканов. 
Цунами возникают, как правило, при подводных землетрясениях с магнитудой более 7 баллов.

Серия волн иногда длится несколько  часов с промежутками между волнами 20-30 минут. Цунами происходят во всех океанах, а чаще всего в Тихом океане. В открытом океане волны цунами распространяются со скоростью до 1000 км/час, но там  они пологие с высотой от подошвы  до вершины несколько метров и  не опасны для судоходства. У берега волны могут достигать высоты 40 м. Наиболее высокие волны образуются у крутых берегов, в клинообразных  бухтах и у выдающихся далеко в  океан мысов.

Эти волны обрушиваются на берег с огромной силой, вызывая  обрушения  строений, размывания грунта, наводнение. Следствием цунами могут быть пожары, экологические, химические и радиационные загрязнения на обширных территориях.

СИЛЬНОЕ ВОЛНЕНИЕ – волнение с высотами волн: 4 м – в прибрежной зоне; 6 м – в открытом море; 8 м – в океане.

СИЛЬНЫЙ ТЯГУН – колебательное движение воды в бухтах, вызывающие горизонтальное движение судов, стоящих у причалов. 
В сильных случаях суда могут быть сорваны с якорей и потерпеть крушение в бухте.

ОБЛЕДЕНЕНИЕ СУДОВ – быстрорастущее оледенение палубных конструкций судов, приводящее к переворачиванию судов силу смещений их метацентра. 

 

ЧС гидрологического характера  подразделяются на бедствия, вызываемые:

• высоким уровнем воды — наводнения, при которых происходит затопление пониженных частей городов и населенных пунктов, посевов сельскохозяйственных культур, повреждение промышленных и транспортных объектов;
• низким уровнем воды, когда нарушается судоходство водоснабжение городов и народнохозяйственных объектов, оросительных систем;
• селями (при прорыве завальных и моренных озер, угрожающих населенным пунктам, дорожным и другим сооружениям);
• снежными лавинами (при угрозе населенным пунктам, автомобильным и железным дорогам, линиям электропередачи, объектам промышленности и сельского хозяйства);
• ранним ледоставом и появлением льда на судоходных водоемах.

К этой группе ЧС можно отнести  и морские гидрологические явления  — цунами, сильные волнения на морях  и океанах, напор льдов и интенсивный  их дрейф.

Наводнения. Различают такие  понятия, как половодье, паводок  и наводнение.

Половодьем называют ежегодно повторяющиеся в один и тот  же сезон относительно длительное увеличение водоносности рек, сопровождающееся повышением уровня воды.

Паводок — сравнительно кратковременное и непериодическое поднятие уровня вод. Следующие один за другим паводки могут образовать половодье, а последнее — наводнение.

Значительное затопление водой местности в результате подъема уровня воды в реке, озере  или море, вызываемого различными причинами, называется наводнением. Наводнение часто причиняет материальный ущерб, наносит урон здоровью населения  и приводит к гибели людей.

Наводнение — наиболее распространенная природная опасность. Наводнение на реке происходит от резкого  возрастания количества воды вследствие таяния снега или ледников, расположенных  в ее бассейне, а также в результате выпадения обильных осадков. Наводнения нередко вызывают загромождение  русла льдом при ледоходе (затор) или закупоривание русла внутренним льдом под неподвижным ледяным  покровом и образование ледяной  пробки (зажор). Наводнения нередко  возникают под действием ветров, нагоняющих воду с моря и вызывающих повышение Уровня за счет задержки в устье приносимой рекой воды. Эти наводнения называют нагонными. Наводнения такого типа наблюдались в дельте Невы (1824 и 1924 гг.), в Голландии, Англии, Гамбурге и других регионах земного шара.

На морских побережьях и островах наводнения могут возникнуть в результате затопления волной, образующейся при землетрясениях, извержениях  вулканов, цунами. Наводнения угрожают 3/4 земной суши. По данным ЮНЕСКО, от речных наводнений погибло в 1947—1967 гг. около 200 тыс. человек. Специалисты считают, что людям грозит опасность, когда  слой воды достигает 1 м, а скорость потока превышает 1 м/с. Подъем воды на 3 м уже приводит к разрушению домов. Наводнения приносят и большой  материальный ущерб.

Сильнейшее наводнение, которое  произошло примерно 5600 лет назад  в долине Тигра и Евфрата в  Месопотамии, имело очень серьезные  последствия и нашло отражение  в Библии как всемирный потоп. Значительная часть Голландии расположена  ниже уровня моря. Поэтому здесь  издавна строят дамбы. В 1953 г. произошло  сильное наводнение, при котором  уровень воды достиг 4,6 м. Защитные сооружения не выдержали, погибло более 18 тыс. человек

Гамбург, отстоящий на 100 км от устья Эльбы, периодически затопляется  в результате штормовых нагонов  в Северном море. В 1981 г. подъем воды составил 5,8 м. Катастрофические подъемы  воды в Темзе происходили многократно  за время существования Лондона  и сопровождались человеческими  жертвами. Острова дельты Невы, на которых  был основан Санкт-Петербург, с 1703 г. более 260 раз заливались водой.

Ветер — не единственная причина наводнения. Иногда и при  полном безветрии происходят наводнения. Причина — длинные волны, возникающие  в море под влиянием циклона. Длинная  волна со скоростью 5—60 км/ч движется в Финский залив, становясь на мелководье и в сужающемся заливе более высокой, и препятствует речному  стоку. При одновременном действии всех возможных факторов подъем уровня воды в дельте Невы может достичь 550 см. Гибель людей во время наводнений, огромный материальный ущерб, приносимый им, заставляют людей изучать эти  явления и изыскивать способы  защиты от них.

Наводнения на реках по высоте подъема воды, площади затопления и величине ущерба делят на низкие (малые), высокие (средние), выдающиеся (большие) и катастрофические.

Частота наводнений различна в различных регионах. Низкие наводнения повторяются через 5—10 лет, высокие  — через 20—25 лет, выдающиеся — через 50—100 лет, катастрофические не чаще одного раза в 100—200 лет. Продолжительность  наводнений — от нескольких до 80—90 дней.

Заторы и зажоры льда на реках. Затор — это скопление льда в русле, ограничивающее течение реки, в результате чего происходит подъем воды и ее разлив. Затор образуется обычно в конце зимы и в весенний период при вскрытии рек во время разрушения ледяного покрова. Состоит он из крупных и мелких льдин.

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.

Главная причина образования  затора — задержка процесса вскрытия льда на тех реках, где кромка ледяного покрова весной смещается сверху вниз по течению. Движущийся сверху раздробленный  лед встречает на пути еще не нарушенный ледяной покров. Последовательность вскрытия реки сверху вниз по течению  необходимое, но недостаточное условие  возникновения затора льда. Основное условие создается только тогда, когда поверхностная скорость течения  воды при вскрытии значительна (0,6—0,8 м/с и более). Различные русловые препятствия, например, крутые повороты, сужения, острова, изменение уклона поверхности от большего к меньшему, лишь усиливают процесс.

Зажоры образуются на реках  в период формирования ледяного покрова. Необходимым условием образования  является возникновение в русле  внутриводного льда и его вовлечение под кромку ледяного покрова. Решающее значение имеет поверхностная скорость течения (более 0,4 м/с), а также температура воздуха в период замерзания. Зажоры образуются на островах, отмелях, валунах, крутых поворотах, в местах сужения русла.

Главным критерием при  классификации заторов или зажоров  является их мощность. Они подразделяются на катастрофически мощные, сильные, средние и слабые. Катастрофически мощный затор или зажор определяется так: к рассчитанному максимальному уровню весеннего половодья добавляют 5 м и более; для сильных — от 3 до 5 м, средних — 3 м и меньше. При слабых заторах и зажорах в величины наивысших уровней воды весеннего половодья поправки не вводятся.

Наибольшие заторные и  зажорные подъемы воды в реках РФ приведены в табл. 5.3.

Таблица 5.3

Наибольшие заторные и зажорные подъемы в реках России

Заторные подъемы		Зажорные подъемы
реки	подъем, м	реки	подъем, м
Воронеж	4 – 6	¾	¾
Сясь, Великая	4,5 – 6,5	Нева, Свирь, Нарва	3 – 4
Томь, Иртыш, Енисей	7 – 10	Томь, Енисей, Ангара, Катунь	5 – 7
Нижняя Тунгуска	10 – 20	¾	¾
Оленек, Лена, Алдан, Витим	7,5 – 10	Мамакан	4 – 4,5
Колыма, Мамакан	5 – 7	¾	¾
Амур, Бурея	7 – 9	Амур, Бурея, Зея	3 – 4
Онон, Анадырь, Уда, Зея, Шилка, Аргунь	3 – 4	¾	¾
Тым, Поронай	2 – 3,5	Тым, Тумнин	2 - 3

Применяется также такая  характеристика, как продолжительность  затора или зажора. Затор льда —  явление кратковременное. Высокий  уровень держится обычно от 0,5 до 1,5 суток. Бывали случаи и более длительного  стояния, но они всегда связаны с  похолоданием и сокращением стока  воды. Период подъема зажорного уровня более длительный, до 3 суток. Спад уровня обычно происходит за 10—15 суток.

Другой часто применяемой  характеристикой заторов и зажоров  служит повторяемость этих явлений. Здесь колебания весьма велики. В  одних местах они повторяются  через 2—5 лет, в других — значительно  реже.

Непосредственная опасность  этих явлений заключается в резком подъеме воды и в значительных пределах. Вода выходит из берегов  и затопляет прилегающую местность, кроме того, опасность представляют и навалы льда на берегах высотой  до 15 м, которые часто разрушают  прибрежные сооружения.

Зажорные явления связаны с более тяжелыми последствиями, так как они происходят в начале, а иногда и в середине зимы и могут длиться до 1,5 месяца. Разлившаяся вода замерзает на полях и в других местах, усложняя тем самым ликвидацию последствий такого стихийного бедствия.

Мощные и частые заторы льда бывают на реках, вскрытие которых  происходит сверху вниз по течению, например Северная Двина, Печора, Лена, Енисей, Иртыш  — реки, текущие с юга на север.

Места образования заторов  льда можно разделить на постоянные и непостоянные. Постоянные места известны. Непостоянные — известны меньше, и большей частью это крутые повороты в сочетании с сужением русла.

Заторы на реках — широко распространенное явление и свойственны  в основном крупным рекам, например: Северной Двине, Сухоне, Печоре, Енисею и другим.

По частоте зажорных наводнений и величине подъема воды первенство принадлежит двум самым крупным озерным рекам — Ангаре и Неве.

Нагоны — это подъем уровня воды, вызванный воздействием ветра на водную поверхность. Такие  явления случаются в морских  устьях крупных рек, а также на больших озерах и водохранилищах.

Ветровой нагон, так же как половодье, затор, зажор является стихийным бедствием, если уровень  воды настолько высок, что происходит затопление городов и населенных пунктов, повреждение промышленных и транспортных объектов, посевов  сельскохозяйственных культур.

Главное условие возникновения  нагонов — сильный и продолжительный  ветер, который характерен для глубоких циклонов. Основной характеристикой, по которой можно судить о величине нагона, является нагонный подъем уровня воды, обычно выражающийся в метрах. Другими величинами служат глубина  распространения нагонной волны, площадь  и продолжительность затопления.

На величину нагонного  уровня влияют скорость и направление  ветра. Для морских устьев рек  общее — этосовпадение нагона по времени с приливом или отливом. Соответственно уровень повысится или понизится. Чем меньше уклон водной поверхности и больше глубина реки, тем на большее расстояние распространяется нагонная волна. Вот почему на крупных реках с малым уклоном волна распространяется на значительно большие расстояния, чем на малых.