1.4.2. Наводнения
Наводнение – это значительное затопление местности в результате подъема уровня воды в реке, озере, прибрежном районе моря. В России наводнения занимают первое место среди других стихийных бедствий по площади распространения, повторяемости и суммарному среднему годовому ущербу.
В зависимости от причины, вызвавшей подъем уровня воды, различают следующие виды наводнений: половодье, паводок, подпорное, прорыва, нагонное, при действии подводного источника большой энергии [5,6].
Половодье и паводок связаны с прохождением большего, чем обычно объема воды по руслу реки.
Половодье – ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон относительно длительное увеличение расхода воды (весеннее таяние снега, продолжительные дожди). Длится половодье от 15-20 дней до 2-3 месяцев, подъем воды до 2-5 метров на малых реках, до 10-20 метров – на больших.
Паводок – кратковременный (1-2 суток) подъем воды в реке, вызванный ливневыми дождями или бурным таянием снега. Паводки могут повторяться несколько раз в год. Примеры: лето 2002 г. Сев. Кавказ р. Кубань – подъем воды до 10 метров; Германия, Чехия – подъем воды в реках Эльба, Влтава до 9 метров.
Подпорное наводнение возникает из-за резкого увеличения сопротивления стоку воды при загромождении русла льдом во время ледохода (заторы) или внутриводным льдом (зажоры).
Наводнение прорыва возникает при разрушении плотин, дамб и образовании волны прорыва.
Нагонные наводнения создаются ветровыми нагонами воды в заливах, бухтах, устьях крупных рек. В Санкт-Петербурге такие наводнения разной интенсивности наблюдаются ежегодно.
Подводные землетрясения и извержения вулканов могут сопровождаться образованием волн цунами, которые затапливают прибрежную местность.
Половодье.
Одна из основных характеристик течения
реки – расход – объем воды (
),
проходящей через поперечное сечение
русла в единицу времени. Изменение
расхода во времени (гидрограф) в период
половодья показано на рис. 1.4, где
– бытовой (обычный) расход,
– максимальный расход.
При половодье имеет место относительно медленное изменение пара-
м
етров
потока. Величина расхода рассчитывается
по формуле:
,
(1.4)
где
– средняя скорость потока в рассматриваемом
поперечном сечении, м/с;
- площадь этого сечения, м2.
Скорость потока зависит от параметров, характеризующих форму русла реки, средний уклон дна, шероховатость русла (засоренность русла, неправильности в рельефе дна, извилистость русла).
Наибольший подъем
уровня воды в реке при половодье
определяется максимальным расходом
,
который зависит от ряда факторов: запасов
снежной массы в бассейне реки, температуры
воздуха и скорости ее повышения, выпадения
осадков, ускоряющих сход снежного
покрова. Максимальный подъем уровня
воды может быть рассчитан по формуле:
,
(1.5)
г
де
- уровень воды в реке при бытовом расходе,
- параметр, характеризующий форму русла.
Для частных случаев (рис. 1.5): прямоугольное
русло -
,
треугольное русло -
,
трапецеидальное русло -
.
Размеры зоны затопления зависят от подъема уровня воды в реке и топографических особенностей прилегающей к руслу местности. Данные
табл. 1.4 и табл. 1.5, полученные на основе многолетних наблюдений, позволяют c помощью формулы (1.5) получить оценки максимального подъема уровня воды и размеров зон затопления при половодье для равнинных рек.
Таблица 1.4