Наводнения: виды, причины, примеры, проблемы Невской дамбы

Реферат Наводнения: виды, причины, примеры, проблемы Невской дамбы

Человечество ежедневно сталкивается со множеством суровых природных явлений. На Земле ежегодно происходят десятки тысяч гроз, примерно 10 тыс. наводнений, свыше 100 тыс. землетрясений, многочисленные пожары и оползни, извержения вулканов и тропические циклоны.

В Словаре русского языка С. И. Ожегова слово «чрезвычайный» трактуется как «исключительный, очень большой, превосходящий все». Словосочетание «чрезвычайная ситуация» определяет опасные события или явления, приводящие к нарушению безопасности жизнедеятельности.

Чрезвычайными ситуациями называют обстоятельства, возникающие в результате природных стихийных бедствий, аварий и катастроф техногенного, экологического происхождения, военного, социального и политического характера, вызывающие резкое отклонение от нормы жизнедеятельности людей, экономики, социальной сферы или природной среды.

По данным ООН, за последние 20 лет на нашей планете в результате стихийных бедствий и катастроф погибло более 3 млн человек.

Наводнения угрожают почти ¾ земной суши. По данным ЮНЕСКО, от речных наводнений погибло в 1947;67 гг. около 200 000 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. Наводнения постоянно сопровождают человечество.

Целью настоящего реферата было определение сущности наводнений, как разновидности чрезвычайных ситуаций, а также анализ проблем Невской дамбы.

1. Определение чрезвычайных ситуаций и наводнений как их разновидности

Чрезвычайные ситуации (ЧС) — это обстоятельства, возникающие в результате аварий, катастроф, стихийных бедствий, диверсий или иных факторов, при которых наблюдаются резкие отклонения протекающих явлений и процессов от нормальных, что оказывает отрицательное воздействие на жизнеобеспечение, экономику, социальную сферу и природную среду (Гринин А.С., Новиков В. И., 2003).

Хозяйственная деятельность человека приводит к нарушению экологического равновесия, возникновению аномальных природных и техногенных ситуаций: стихийные бедствия, катастрофы и аварии с многочисленными человеческими жертвами, огромные материальные потери и нарушения условий нормальной жизнедеятельности.

По конкретно сложившейся обстановке и тяжести последствий чрезвычайные ситуации можно разделить на:

— частные;

— локальные, при которых пострадало до 10 человек или нарушены условия жизнедеятельности не менее 100 человек и причинен материальный ущерб до 1000 минимальных размеров оплаты труда, вредные последствия от которых не распространяются за пределы санитарно-защитной зоны;

— местные ЧС по сфере воздействия не выходят за пределы муниципального образования, при которых пострадало до 50 человек или нарушены условия жизнедеятельности до 300 человек, а причиненный материальный ущерб равен не менее 5000 минимальных размеров оплаты труда;

— территориальные ЧС, при которых пострадало до 500 человек или нарушены условия жизнедеятельности до 500 человек, а материальный ущерб составил до 500 000 минимальных размеров оплаты труда, зона ЧС захватывает несколько районов;

— региональные ЧС, при которых пострадало до 500 человек или нарушены условия жизнедеятельности до 1000 человек, а материальный ущерб составил до 5 млн минимальных размеров оплаты труда, зона ЧС охватывает территорию не менее двух субъектов РФ;

— глобальные, когда последствия ЧС распространяются на несколько областей и даже государств (Гринин А.С., Новиков В. И., 2003).

Наводнения относятся к природным чрезвычайным ситуациям, происходящим в гидросфере.

Наводнение — это значительное затопление местности в результате подъема уровня воды в реке, озере или море в период снеготаяния, ливней, ветровых нагонов воды, при заторах и т. п. К особому типу относятся наводнения, вызываемые ветровым нагоном воды в устья рек. Наводнения приводят к разрушениям мостов, дорог, зданий, сооружений, приносят значительный материальный ущерб, а при больших скопления воды (более 4 м/с) и большой высоте подъема воды (более 2 м) вызывают гибель людей и животных. Основной причиной разрушений являются воздействия на здания и сооружения гидравлических ударов массы воды, плывущих с большой скоростью льдин, различных обломков, плавсредств и т. п.

Чрезвычайная ситуация может носить взрывной, стремительный, быстро распространяющийся или умеренный и плавный характер («ползучие катастрофы»).

К стремительным и взрывным ситуациям следует отнести большинство стихийных бедствий, в том числе — наводнения.

Относительно умеренно и плавно развиваются ситуации, связанные с загрязнением окружающей среды.

В развитии чрезвычайной ситуации любого вида можно выделить следующие 4 характерные стадии:

— Накопление факторов риска. Происходит в самом источнике риска. Это стадия зарождения чрезвычайной ситуации. Она может длиться сутки, месяцы, а иногда годы и десятилетия.

— Инициирование чрезвычайного события. Это своего рода толчок, пусковой механизм чрезвычайного события. В этой стадии факторы риска достигают состояния, когда уже в силу различных причин невозможно сдержать их внешнее проявление.

— Процесс самого чрезвычайного события. В этой стадии происходит высвобождение факторов риска — энергии или вещества — и начинается их воздействие на людей и окружающую среду. Продолжительность этого процесса и его последствия, особенно в начальный период, трудно прогнозируемы. Это происходит в силу сложности ситуации и не всегда правильной оценки обстановки. Как правило, наводнения могут продолжаться от нескольких часов до 2−3 недель и более.

— Стадия затухания. Эта стадия хронологически охватывает период от перекрытия (ограничения) источника опасности, то есть локализации чрезвычайной ситуации, до полной ликвидации ее прямых и косвенных последствий. Эта стадия может начаться практически в момент возникновения процесса чрезвычайного события или несколько позднее и длиться от нескольких часов, дней, месяцев до нескольких лет и десятилетий (Михайлов Л.А., 2005).

При географическом разделении территории, подвергшейся воздействию чрезвычайного события, выделяют три зоны: зона удара, зона «фильтрации», зона оказания общественной помощи. Зона удара — это место, в котором находятся жертвы чрезвычайной ситуации.

Зона «фильтрации» расположена вокруг зоны удара. В ней сразу становится известно о происшедшем, отсюда сразу же поступает помощь без какого-либо формального оповещения.

В более поздние сроки к ликвидации ЧС подключаются силы и средства из зоны оказания общественной помощи.

Тысячелетняя практика жизнедеятельности человека свидетельствует о том, что ни в одном виде деятельности невозможно достичь абсолютной безопасности. Следовательно, любая деятельность потенциально опасна. На рис. 1 представлена взаимосвязь человека, его жизнедеятельности и чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. Прослеживая направления линий на схеме, видно, что ЧС, от каких бы причин они не возникали, отрицательно воздействуют на природу и человека.

Рис. 1 Взаимосвязь ЧС, природной среды и жизнедеятельности человека (по Арустамову Э. А., 2000)

невский дамба наводнение защитный

При ЧС возникают первичные и вторичные поражающие факторы. К первичным факторам относятся: в случае наводнений — воздействие водной среды. Вторичными поражающими факторами являются: повреждение оборудования, загазованность, заражение, т. е. это следствие первичного воздействия на потенциально опасный элемент объекта (Гринин А.С., Новиков В. И., 2003).

При чрезвычайной ситуации можно выделить критерии:

— временной, т. е. внезапность ЧС, быстрота развития;

— экологический, часто вызывающий необратимые изменения природной среды, массовый падеж животных, эпидемии;

— психологический, вызывающий стрессовое состояние, депрессию, страх, панику, фобии;

— политический (повышенная конфликтность, напряженность);

— экономический (понесенный ущерб, выход из строя систем, сооружений, огромные затраты на восстановление, массовое использование техники, а также подготовка специалистов);

организационно-управленческий (своевременное прогнозирование обстановки, хода событий, принятие решений, доведение их до исполнителей, контроль выполнения решений, привлечение специалистов и организаций для решения поставленных за дач, расчет возможности проведения спасательных и восстановительных мероприятий) (Гринин А.С., Новиков В. И., 2003).

2. Классификация и продолжительность наводнений

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 (Русак О.Н., 2000).

Наводнения такого типа наблюдались в дельте Невы (1824, 1924 гг.). в Голландии, в Англии, в 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 почти ¾ земной суши. По данным ЮНЕСКО, от речных наводнений погибло в 1947;67 гг. около 200 000 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. Наводнения постоянно сопровождают человечество.

Сильнейшее наводнение, которое произошло примерно 5 600 лет назад в долине Тигра и Евфрата в Месопотамии, имело столь серьезные последствия, что нашло отражение в Библии как всемирный потоп. Значительная часть Голландии находится ниже уровня моря. Поэтому здесь издавна начали сооружать дамбы. В 1953 г. произошло сильное наводнение, при котором уровень воды достиг 4,6 м. Защитные сооружения не выдержали. Нотабле более 18 000 человек. В 1957 г. начато строительство новых защитных сооружений. Гамбург, отстоящий в 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 поды 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. Сильное наводнение случилось 7 ноября 1824 г. Вода поднялась на 4,21 м выше уровня Балтийского моря. Об этом наводнении А. С. Пушкин в «Медном всаднике» написал:

Но силой ветров от залива

Перегражденная Нева

Обратно шла, гневна, бурлива.

И затопляла острова…

Это было одно из самых страшных стихийных бедствий. Было разрушено более 3 тыс. домов и строений, погибло около 600 человек. Дворцовая площадь, Невский проспект до Аничкова моста были затоплены водой. Наводнение возникает из-за того, что Нева не может пробиться к морю и течет вспять.

Но ветер не единственная причина наводнения. Иногда и при полном безветрии бывали наводнения. Причиной их были длинные волны, возникающие в море под влиянием циклона. Длинная волна со скоростью 50−60 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 4 категории: низкие (малые), высокие (средние), выдающиеся (большие) и катастрофические. Существует классификация наводнений по признаку причин (таблица 1).

Таблица 1 Классификация наводнений

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 дней до 80−90 дней.

3. Расчет наводнений и меры защиты людей от наводнений

Основной характеристикой наводнения, является максимальный расход воды в реке, который, например при паводке, равен:

где

Jинтенсивность осадков мм/ч

Fплощадь выпадения осадков

где h₀ b₀ v₀ — глубина, ширина и скорость воды в реке в обычных условиях.

— ширина затапливаемой территории,

где, а — угол наклона береговой черты, град. — глубина затопления:

где h — высота места, м. — фактическая скорость потока затопления:

где t — параметр смещения, учитывающий смещение объекта от русла реки (0,3−1,3).

Поражающее действие волны затопления определяется ее скоростью (V) и высотой (из) затопления.

Например, кирпичные жилые дома получают

слабые разрушения при (Vs = 1,5 м/с и h — 2,5 м);

ь средине (2,5 м/с, 4 м); ;

ь сильные повреждения (3 м/с, 6 м) (Природные опасности России, 2002).

Защита людей в условиях наводнений включает оповещение, эвакуацию людей и другие мероприятия в соответствии с планами борьбы с наводнениями и защиты населения. На рис. 2 показана образцовая организация работы во время наводнения в Шрусбери (Великобритания), который находится на реке Северн примерно в 250 км от Лондона. Наиболее эффективный способ борьбы с речными наводнениями — регулирование речного стока путем создания водохранилищ.

Рис. 2 План мероприятий по защите людей от наводнений в Шрусбери (по Русаку А. Н., 2000)

Действия населения при затоплении.

Самым эффективным способом защиты от наводнений является эвакуация. Перед эвакуацией для сохранности своего дома следует отключить воду, газ, электричество, потушить горящие печи отопления, перенести на верхние этажи (чердаки) ценные вещи, закрыть окна первых этажей досками и фанерой, взять запас продуктов, медикаменты, документы и убыть по указанному маршруту.

По сигналу оповещения об угрозе наводнения и об эвакуации безотлагательно, в установленном порядке необходимо выехать из опасной зоны возможного катастрофического затопления в назначенный безопасный район или на возвышенные участки местности, захватив с собой необходимые вещи и двухсуточный запас непортящихся продуктов питания. В конечном пункте эвакуации зарегистрироваться.

Перед уходом их дома надо выключить электричество и газ, погасить огонь в отопительных печах, закрепить все плавучие предметы, находящиеся вне зданий, или разместить их в подсобных помещениях. Если позволяет время, ценные домашние вещи переместить на верхние этажи или на чердак жилого дома. Закрыть окна и двери, при необходимости и наличии времени забить снаружи досками (щитами) окна и двери первых этажей. При этом постоянно подавать сигнал бедствия: днем — вывешиванием или размахиванием хорошо видимым полотнищем, подбитым к древку, а в темное время суток — световым сигналом и периодически голосом. При подходе спасателей спокойно без суеты и паники, с соблюдением мер предосторожности, переходить в плавательное средство. При этом неукоснительно соблюдать требования спасателей, не допускать перегрузки плавсредств. Во время движения не покидать установленных мест, не садится на борта, строго выполнять требования экипажа. Самостоятельно выбираться из затопленного района рекомендуется только при наличии таких причин, как необходимость оказания медицинской помощи пострадавшим, продолжающийся подъем уровня воды, при угрозе затопления верхних этажей (чердака). При этом необходимо иметь надежное плавательное средство и знать направление движения. В ходе самостоятельного выдвижения важно не прекращать подавать сигналы бедствия. Оказывать помощь людям, плывущим в воде и утопающим.

После спада воды при возвращении домой необходимо соблюдать меры безопасности: не соприкасаться с электропроводкой; не использовать продукты питания, попавшие в воду. При входе в дом провести проветривание, запрещается включение газа и электричества.

Рис. 3 Схема комплекса защитных сооружений (Невской дамбы).

Для защиты от наводнений в Голландии, Германии, Англии и других странах строят специальные защитные сооружения. Для защиты от водной стихии в дельте Невы строится дамба (защитный комплекс) длиной более 25 км в створе поселок Горская — Кронштадт — Ломоносов. В конструкции комплекса предусмотрены судопропускные и водопропускные сооружения, каменно-земляные дамбы, возвышающиеся над гладью залива на 8 м.

При угрозе наводнения мощное сооружение из стали и бетона по команде диспетчера с центрального поста управления в Кронштадте наглухо закроет акваторию, преградив путь длинной волне к городу. На рис. 3 показан план защитных сооружений и Невской губы.

4. Проблемы Невской дамбы

История создания Невской дамбы началась более 20 лет назад, когда началось строительство в Финском заливе между поселком Горская, островом Котлин и городом Ломоносов. Несмотря на острую необходимость в таком объекте, работы прерывались, велись крайне медленно, а то и вовсе ограничивались обслуживанием уже построенных сооружений. Комплекс протяженностью 25 с небольшим километров состоит из 11 дамб Д-1 — Д-11, 6 водопропускных сооружений В-1 — В-6, распределенных по всей длине дамбы и обеспечивающих пропуск воды, и 2 судопропускных сооружений С-1 и С-2. Кроме того, по дамбе пройдет автомагистраль. В районе судопропускного сооружения С-2 будет возведен разводной мост, а под С-1 — автотранспортный подводный тоннель. Правительством РФ принято решение и одобрен проект завершения строительства Комплекса защитных сооружений. Целью проекта также является подготовка и реализация программы эффективной и надежной эксплуатации и содержания дамбы. Прекращение водообмена между Невской губой и Финским заливом во время наводнений и предотвращение обусловленного наводнением экономического и экологического ущерба является главным положительным воздействием в результате завершения строительства КЗС (Олейник В., 2005).

Строительные работы разбиты на восемь лотов. Один тендер на выбор подрядчика по выполнению строительных работ прошел в 2002 году. В 2004 г. Госстрой России провел конкурсы на выполнение строительных работ по проекту «Завершение строительства комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений» .

Для выполнения функций технического надзора в составе ФКП «Северо-Западная Дирекция Госстроя России» создан производственный и технический отделы. Качество строительно-монтажных работ, и материалов контролируется строительной лабораторией института ВНИИГ им. Веденеева. В судьбе комплекса не последнюю роль играет экология. По словам, генерального директора ФКП «Северо-Западная Дирекция Госстроя России» — Бориса Пайкина, — экологическая ситуация вокруг дамбы в норме. Однако, выявлены некоторые нарушения при выполнении строительно-монтажных работ.

В ноябре 2004 года Министерство природных ресурсов РФ приняло решение о приостановке деятельности ФГУ «Северо-Западная Дирекция Госстроя России» в части производства работ по завершению строительства КЗС. Однако, при условии, что Дирекция представит в Департамент Государственного Контроля договор на проведение экологического аудирования дамбы с обеспечением выполнения плана природоохранных мероприятий, работы будут продолжены. На 2004 год на развитие экологической программы было предусмотрено 40 млн. рублей.

На сегодняшний день степень готовности дамбы в среднем составляет около 70%. Из-за недостаточного финансирования в прошлом году были не достроены водопропускные сооружения В6, В5, В4 степень готовности которых — 90−95%. Поэтому, те работы, которые не были выполнены в прошлом году, будут продолжены в этом. В 2004 были построены водопропускные сооружения В-3, В-4, В-5, В-6, начат В-1. Основной груз работ ляжет на строительство судопропускных объектов и прорана для прохода судов между Кронштадтом и Ломоносовым. В нынешнем состоянии комплекс уже ослабляет угрожающие городу наводнения, и наблюдаются меньшие уровни подъема воды, чем раньше. Тем не менее, в случае серьезных наводнений подъем уровня воды в городе может достигать отметок, характерных для «катастрофических», которые могут причинить огромный ущерб.

Необходимо сказать об ущербе от наводнений, как обосновании возведения дамбы. Ущерб двадцать четвертого года оценен в миллиард рублей. Впечатляющая цифра — и соответствует, кстати, капиталовложениям в дамбу. Но вот ущерба последующих наводнений вы нигде не найдете. Склоняюсь к мнению, что этот ущерб по сравнению с цифрой «миллиард» был ничтожным. Город-то все это время поднимался, и наводнения были не такими сокрушительными, как в двадцать четвертом году. Вполне возможно, что цифры ущерба, представленные в неопубликованных официальных документах, не соответствовали действительности… Наши предки понимали это не хуже нас. Идея дамбы в Маркизовой луже не нова. Существует схема, по-видимому, конца прошлого века, из архива Географического общества — проектный чертеж генерала Базена. Это в точности изображение сегодняшней дамбы, Лисий Нос — Котлин — Ораниенбаум. В то время проект был отклонен… «Отцы» дамбы ненавидят слово «дамба», предпочитая ему выражение «комплекс сооружений защиты Ленинграда от наводнений». Но в том-то и дело, что это именно дамба, и ни что иное. Голландцы построили себе защитное сооружение в три раза короче, затратив средств впятеро больше нашего. Потому что все оно — сквозное. «Гребенка» — называют его для простоты. По существу — мост. Водопропускные отверстия закрываются только при угрозе наводнения, их доля в «гребенке» в несколько раз больше наших доморощенных нескольких процентов. В конечном счете, наверное, Ленинград будет вынужден затратить новые миллиарды, чтобы приблизиться к голландскому, разумному варианту" (Круглый стол по вопросам комплекса защиты города от наводнений, 2002).

Михаил Бегак, зам. директора по научной работе Центра экологической безопасности РАН говорит: «Важное обстоятельство — то, что недостроенная дамба представляет собой объект экологической опасности. Может произойти обрушение части дамбы в морской канал.

И вопрос второй, что все-таки дамба будет элементом окружной дороги. А это очень важно. Именно с экологической точки зрения, поскольку ввод в строй окружной дороги снизит техногенную эмиссию автотранспорта на 30% на территории СПб. Это существенно облегчит жизнь всем автолюбителям. Не будет сильного транзита автотранспорта через город". (Круглый стол по вопросам комплекса защиты города от наводнений, 2002).

Заключение

1. Наводнение — это значительное затопление местности в результате подъема уровня воды в реке, озере или море в период снеготаяния, ливней, ветровых нагонов воды, при заторах и т. п. К особому типу относятся наводнения, вызываемые ветровым нагоном воды в устья рек. Наводнения приводят к разрушениям мостов, дорог, зданий, сооружений, приносят значительный материальный ущерб, а при больших скопления воды (более 4 м/с) и большой высоте подъема воды (более 2 м) вызывают гибель людей и животных. Основной причиной разрушений являются воздействия на здания и сооружения гидравлических ударов массы воды, плывущих с большой скоростью льдин, различных обломков, плавсредств и т. п.

2. Наиболее распространенными наводнениями являются наводнения на реках, которые по высоте подъема воды, площади затопления и величине ущерба делят на 4 категории: низкие (малые), высокие (средние), выдающиеся (большие) и катастрофические. Существует классификация наводнений по признаку причин: весеннее таяние льда и снега в горах — наводнения половодья; дожди, зимние оттепели с мокрым снегом — паводковые; зажоры —осенне-зимнее скопление шуги, заторы — скопление льда при ледоходе — запорные; нагоны воды в устья рек при приливах и сильных ветрахнагонные; перекрытие русла ледниками, обвалами, оползнями склонов — запальные, а также аварии на гидротехнических сооруженияхаварийные и некоторые другие.

3. К основным проблемам Невской дамбы (комплекса защиты С-Петербурга от наводнений) относится экологическая проблема (нарушение циркуляции воды в том числе — промышленных стоков в Финском заливе), а также непроработанность примененных конструкций. Все это дает основание сомневаться в целесообразности возведения дамбы вообще, несмотря на возможность выполнения ей основной — защитной функции.

Арустамов Э.А.-ред. Безопасность жизнедеятельности: учебник М.: Данилов и Ко, 2000;678с.

Гринин А.С., Новиков В. И., Безопасность жизнедеятельности М.: ФАИР-ПРЕСС, 2003;288с.

Круглый стол по вопросам комплекса защиты города от наводнений. //Невское время, 2002.

Михайлов Л.А. — ред. Безопасность жизнедеятельностиСПб.: Питер, 2005;302с.

Олейник В. Петербург. Защита от наводнений// С-Петербургский вестник 2005 № 6

Природные опасности России /Под ред. В. А. Владимирова, Ю. Л. Воробьева М.: «Крук», 2002;130с.

Русак О.Н. и др. Безопасность жизнедеятельности. СПб.: «Лань», 2000;448с.