Основные характеристики наводнений

К основным факторам опасности, связанным  с наводнениями разного масштаба, относятся в первую очередь:

- высота изменения уровня вод; 

-скорость его изменения или  скорость подъем уровня вод; 

- продолжительность или длительность  периода подъема; 

- различные сопутствующие явления - ветер, оползни, размыв грунта и т.д.

. Ливневые (дождевые) наводнения    

 

Это наиболее распространенный тип  наводнений: они возможны повсеместно, даже в полупустынных и пустынных  областях, за исключением Арктики и Антарктиды, но наиболее  часты и сильны  между 40⁰. с.ш. и 40⁰. ю.ш., т.е. в районах с муссонным климатом.

Как показывает многолетняя статистика,  наводнения именно этого типа поражают наиболее развитые страны и ответственны за основную часть экономического ущерба от наводнений.

Ливневые наводнения генерируются  обильными осадками и зависят, во-первых, от конкретных погодных условий, во-вторых, от условий стока.

Речные наводнения

 

Наводнения этого типа, хорошо известные  жителям многих континентов Земли, делятся на

- низкие (или небольшие - пойменные), в результате которых затапливается наиболее низкая часть долины реки, расположенная ближе всего к руслу реки и соответственно к водному потоку, то есть - низкая пойма ;

- средние, в результате которых затапливается не только низкая пойма, но и высокая, плодородная территория которой, как правило, занята пашнями, огородами, плантациями овощных сельскохозяйственных культур  и т.д.;

- сильные или выдающиеся, затапливающие вышерасположенные площадки речных террас с находящимися на них строениями, коммуникациями и прочими  техногенными объектами, и  принуждающие подчас проводить  если не полную, то частичную эвакуацию  населения;

-катастрофические, которые могут затапливать не только внутренние элементы строения долины реки - низкую и высокую пойму, площадки нескольких речных террас, но и достигать уровня водораздельных пространств, на которых располагаются все основные населенные пункты, начиная от маленьких хуторов и поселков и кончая  крупнейшими городами-мегаполисами, в связи с чем  в таких случаях срочно проводятся аварийно-спасательные работы и массовая эвакуация населения.

Большая  часть речных наводнений связана с половодьями и паводками.

Под половодьем понимается  специфический, но ежегодно повторяющийся этап в режиме реки, характеризующийся  наибольшей водностью, высоким и длительным подъемом уровня воды  и ее выходом  из русла на поймы, террасы и так далее.

Основные параметры половодий  определяются  метеорологическими  (климатическими)  условиями и  вызываются  основным источником питания  той или иной конкретной реки:

- на равнинных реках умеренного  климата, например, на реках бассейна  Волги, ежегодные весенние половодья  (или разливы) вызываются снеготаянием;

- на реках, берущих начало  в высокогорьях, например, на реках Северного Кавказа - Кубань, Ардон, Терек, ежегодные летние половодья вызываются таянием снега и ледников;

- в областях муссонного климата,  например, в бассейне Амура, Уссури  и других рек дальневосточных  регионов России, - летними дождями,

- в тропическом поясе - зенитальными  дождями и т.д.

Под паводком понимается сравнительно кратковременное и, что самое  главное, непериодическое увеличение расхода воды и подъем ее уровня  в реке  в результате или обильных дождей, или быстрого таяния снега  и ледников. В отличие от половодий  паводки могут случаться в любое время года.

Следует отметить, что половодья  и паводки,  вызываемые снеготаянием,  широко развиты в областях со снежным  покровом, то есть примерно на одной  трети суши. Особенно они характерны для пространств Евразии и Северной Америки, причем  на малых равнинных реках половодья могут длиться до 15-20 дней, на больших - до 2-3-х месяцев, а  на горных реках - все лето.

 

3.2.5. Заторные и зажорные  наводнения

 

Наводнения этого типа возникают  в результате образования на реках  заторов и зажоров.

Заторами называются ледяные плотины на реках, образующиеся во время весеннего ледохода; зажорами - скопления масс шуги, то есть смерзшихся комьев снега и рыхлых кусков льда разных размеров, образующихся на реках в период предзимья - перед основным ледоставом.

Заторные и зажорные наводнения приурочены, как правило, к предгорным и равнинным участкам рек, покрывающихся льдами. К таковым относится большинство рек Евразии и Северной Америки, расположенных севернее 35⁰с.ш.

На территории бывшего СССР на 11000 рек зафиксировано более 2400 зажорных и заторных участков, слегка различающихся  параметрами, но одинаково неблагоприятных для нормального функционирования  и рационального использования речных систем в качестве, например, транспортных коммуникаций.

Следует отметить, что заторы особенно характерны для рек, текущих в  северном направлении, например, для  Оби, Лены и других, вскрытие  которых  ото льда начинается с верховьев  и происходит механическим путем.

Для образования заторов необходимо большое количество льда и “дружное” половодье, в связи с чем заторы возникают не ежегодно, а с некоторой периодичностью: на Северной Двине вблизи Архангельска заторы образуются примерно 1 раз в 4 года.

Наиболее часты заторы на Оби  и ее притоках, в результате чего под ударом заторных наводнений находятся такие города, как Тобольск, Кемерово и другие. На Енисее только в ХХ веке зафиксировано 6 катастрофических заторных наводнений и много выдающихся - в районе Красноярска, Енисейска и других городов. На Лене огромные заторы, вызвавшие колоссальные наводнения, угрожавшие столице Республике Саха - Якутску, образовались весной 1999 года.

Сходные характеристики зажорных и  заторных наводнений отмечаются для рек Канады и Аляски. Менее   часты и масштабны наводнения этого типа на реках Западной Европы и США, но на территории последних ущерб от них достигает примерно четверти ущерба от общего ущерба, наносимого этой стране наводнениями, то есть около полмиллиарда долларов в год.

 

Важнейшими характеристиками наводнений являются: максимальный уровень воды, скорость подъема уровня и расход воды за время наводнения.

 Из уравнения водного баланса  речного бассейна за период  половодья можно составить представление  об основных факторах, определяющих водность реки в этот момент:

 

                                     Y = S + x - (I + A + Z) ,                                       (6.10)

 

где

Y - тало-дождевой сток за половодье;

S - запас воды в снеге и ледяной корке на поверхности почвы к моменту начала таяния (если речь идет о весеннем снеготаянии);

х - дополнительные осадки, участвующие в формировании половодья;

I - суммарная инфильтрация талой и дождевой воды в почву (зависит от типа почвы, водонасыщенности активного слоя почвы, глубины промерзания);

А - количество воды, задержанной на поверхности, зависит от характера поверхности почвы, микрорельефа, растительности и др.;

Z - суммарные потери воды на испарение за период половодья.

Уровнем воды считается  высота поверхности воды в реке (озере) над условной горизонтальной плоскостью сравнения – нулем поста. Нуль поста на 0.3... 0.5 м ниже самого низкого уровня воды. Нуль поста обычно отсчитывается от уровня моря. В устьевых участках рек, впадающих в моря, уровень  воды измеряют над ординаром, то есть над средним многочисленным уровнем на данном участке реки. Сумма двух величин - уровня воды на посту и отметки нуля поста - представляет собой абсолютную отметку уровня (превышение поверхности воды в реке над поверхностью моря).

Расходом воды называется количество воды (сток воды), протекающей через  замыкающий створ реки за секунду (м³/с). Объем наводнения (половодья, паводка) определяется умножением суммы средних суточных расходов за половодье (паводок) на 0.0864 (число миллионов секунд в сутках) и измеряется в м³.