Наводнения. 
Надежность строительных объектов и безопасность жизнедеятельности человека

Наводнение — это значительное затопление местности в результате подъема уровня воды в реке, озере, водохранилище, вызываемого различными причинами (весеннее снеготаяние, выпадение обильных ливневых и дождевых осадков, заторы льда на реках, прорыв плотин, завальных озер и ограждающих дамб, ветровой нагон воды и т. п.). Наводнения возникают, как правило, вследствие обильных осадков. Вышедшая из берегов река иногда уносит прочь автомобили, разрушает жилые дома и другие строения. Различают речные и морские наводнения. Речное наводнение — разлития реки, происходящие периодически (в результате таяния снега весной или долгих ливней) или эпизодически, в результате нагона воды с моря (как в случае с рекой Невой), а морские наводнения являются последствием ураганов.

В результате ливневых дождей, прошедших в Забайкалье в начале июля 1990 г., возникли небывалые в этих местах паводки. Снесено более 400 мостов. По данным областной чрезвычайной паводковой комиссии, экономике Читинской области был нанесен ущерб в 400 млн руб. в ценах того времени. Тысячи людей остались без крова. Не обошлось и без человеческих жертв. В августе 2008 г. в штате Бихар (Индия) в результате разлива реки Коси пострадало более 3 млн человек, а в штате Ассам были разрушены все основные транспортные магистрали. Общий ущерб составил более 50 млн дол.

Наводнения могут сопровождаться пожарами вследствие обрывов и короткого замыкания электрокабелей и проводов, а также разрывами водопроводных и канализационных труб, электрических, телевизионных и телеграфных коммуникаций, находящихся в земле, из-за последующей неравномерной осадки грунта.

Наводнения вызываются:

• 1. Обильными осадками — как очень продолжительными, так и сравнительно кратковременными, но чрезвычайно интенсивными. Такие наводнения характерны как для низких широт, где они возникают регулярно, практически ежегодно, так и для районов с муссонным климатом, реки которых отличаются чередованием высокой и низкой воды. Кроме того, причиной наводнений могут стать обильные дожди циклонов умеренных широт и тропических циклонов при замедлении движения этих циклонов.
• 2. Быстрым таянием снега и ледяными заторами. В средних широтах очень теплая весна после снежной зимы всегда чревата опасностью наводнений; заторы льда усиливают эту опасность. Критические ситуации возникают обычно весной, когда в результате интенсивной адвекции (переноса) теплых воздушных масс начинается быстрое таяние снега; реки ледникового питания могут переполняться водой и в летние месяцы при бурном таянии ледников в горах.
• 3. Нагоном воды с моря на побережья и в устья рек, причиной которого может быть ветер (как правило, при прохождении циклонов) или обильные осадки и подпор воды морским приливом.

Предотвратить наводнения можно практически всегда, но при своевременном предупреждении. В зависимости от многих факторов заблаговременность предупреждения о наводнении может колебаться от многих дней и даже недель до нескольких часов. Для бассейна каждой реки и отдельных ее участков решение этой задачи имеет индивидуальный характер. Наводнения можно в ряде случаев вычислить по комплексу гидрометеорологических характеристик, используемых в программе предвычисления. Они могут прогнозироваться различными методами, в основе которых лежит учет предыдущей реакции водосбора на выпадение осадков. В любом случае решающая роль принадлежит полноте и точности информации о выпадающих осадках, дефиците почвенной влаги, уровнях воды в реках и других гидрометеорологических характеристиках, таких как общая синоптическая обстановка, ветер, атмосферное давление и др. Например, наводнения в Санкт-Петербурге, вызываемые нагоном воды в устье реки Невы с Финского залива при глубоких циклонах над Балтийским морем, уже мною лет предсказывают с достаточной точностью. Для их прогноза используют данные о положении циклонов над Балтийским морем и Ботническим заливом, о ветре и атмосферном давлении и об уровне воды в восточной части Балтийского моря и Финского залива, фиксируемом постами на побережье и на островах этих акваторий.

Для средних и крупных рек наиболее радикальное средство — это регулирование паводкового стока с помощью водохранилищ. Кроме того, для защиты от наводнения широко применяется давно известный способ — устройство дамб.

Например, для защиты Санкт-Петербурга вокруг города построена каменно-земляная плотина длиной 25,4 км с двумя судопропускными сооружениями, 70 водосбросами и отверстиями для нормального водообмена. На рис. 2.9 представлена система защиты Санкт-Петербурга с помощью плотины и комплекса инженерных сооружений.

Основное направление борьбы с наводнениями состоит в уменьшении максимального расхода воды в реке путем перераспределения стока во времени (посадка лесозащитных полос, распашка земли поперек склонов, сохранение прибрежных водоохранных полос растительности, террасирование склонов и т. д.). Определенный эффект дает также устройство прудов, запаней и других емкостей в логах, балках и оврагах для перехвата талых и дождевых вод. Для ликвидации опасности образования заторов спрямляют, расчищают и углубляют отдельные участки русла реки. В весенний ледоход для пропуска льда на реках в узких местах и у опор мостов устраивают майны, а за 10−15 дней до ее вскрытия разрушают лед взрывами. Наибольший эффект достигается при закладке зарядов под лед на глубину, в 2,5 раза превышающую его толщину. Тот же результат дает посыпание ледяного покрова молотым шлаком с добавкой соли (обычно за 15−25 дней до вскрытия реки). Заторы льда при толщине его скоплений не более 3−4 м также ликвидируются с помощью речных ледоколов.

Рис. 2.9. Схема зашиты Санкт-Петербурга от наводнений:

1 — Финский залив; 2 — пригородные районы; 3 — Санкт-Петербург; 4 — окружная дорога; 5 — каменно-земляная плагина с инженерными сооружениями и двусторонней проезжей части.