Михаил Курушин - Катастрофы и катаклизмы
В 1976 г. в СССР был издан «Каталог заторных и зажорных участков рек», в котором отмечено более 2400 таких участков, расположенных на 1167 реках. В азиатской части страны возможность зимних наводнений из-за перечисленных выше причин имеется на 570 реках и в европейской части нашей страны – на 600 реках.
Завальные наводнения. Экзогенные процессы, такие, как эрозия и денудация, в горах наиболее активны. Накопляемый в большом количестве обломочный материал на крутых эродированных склонах приводит к возникновению обвалов и оползней. Эти процессы максимально активизируются при повышении сейсмической активности. Образованные в результате обвалов, осыпей или схода лавовых потоков естественные дамбы, перегораживающие в узких горных долинах и ущельях речные русла, в конце концов прорываются под усиливающимся напором воды подпруженной реки или озера. Часто из-за прорыва в горах образуется селевый поток, который обладает огромной разрушительной силой. Подпруживание горных рек и озер может происходить в результате схода селей, причиной чему служат сильные ливни. Не менее опасны в этом отношении сходы снежных лавин зимой там, где реки не замерзают.
Морские нагонные наводнения. Мы рассмотрели природные причины наводнений в речных долинах, на которые приходится большая часть ущербов. Однако не меньшую угрозу морским побережьям, лежащим на пути движения циклонов, представляют нагонные наводнения.
Сильные ветры при прохождении циклонов вызывают усиленное движение морских вод в сторону наветренного берега за счет механического воздействия ветра на водную поверхность и образования на ней уклона в сторону берега. В результате у побережья наблюдается подъем уровня воды. Кроме того, в центре циклона образуется так называемая длинная волна; ее длина во много раз превышает глубину акватории, где она движется. Высота волны значительно возрастает при прохождении в шельфовой – прибрежной мелководной – зоне. К этому же могут приводить сужения морских заливов. Одновременно последствием циклонов могут быть сейши, представляющие собой свободные колебания воды без ее перемещения вдоль поверхности около одного или нескольких центров, происходящие по инерции после ослабления ветра. Поэтому морские нагоны – чаще всего следствие совместного действия ветровых нагонов, длинных волн и сейш.
Однако для наводнения необходимо еще одно условие – низкий и пологий берег, такой, как в восточной части Финского залива у Санкт-Петербурга или в Нидерландах, где 25 % территории суши лежит ниже уровня моря. В таком случае подъем уровня воды при нагоне приводит к очень большим затоплениям.
В устьях рек, имеющих небольшой уклон в сторону моря и большую глубину, нагонные волны могут распространяться вверх по течению на значительные расстояния. Нагон как бы подпруживает реку в ее нижнем течении, вызывая подъем уровня воды, и, соответственно, затопление. На Амазонке – крупнейшей реке Южной Америки – нагонная волна, образуемая океанским приливом, проходит из устья вверх с большой скоростью на расстояние до 1400 км, а ее высота достигает порой 3 м. Разрушительное воздействие нагонов усиливается, если приход циклона совпадает по времени с приливом.
Крупнейшее нагонное наводнение XX в. произошло в дельте Ганга в 1970 г. Причиной его был циклон, пришедший с океана. 10-метровая морская волна, гонимая штормовым ветром, скорость которого составляла 200 км/ч, повернула вспять священную реку. Вышедшие из берегов воды Ганга затопили около 20 тыс. км2. С лица земли были снесены десятки городов и сотни деревень, а число жертв, по некоторым оценкам, составило 1,5 млн человек. Поскольку наводнением были уничтожены почти все колодцы, большинство пострадавших районов остались без питьевой воды. Сотни тысяч людей умерли от голода и вспыхнувших эпидемий холеры и тифа.
В нашей стране наиболее разрушительные по своим последствиям нагонные наводнения отмечались в Санкт-Петербурге. С момента основания Петербурга и по настоящее время город подвергался наводнениям более 300 раз. С 1703 г. зарегистрировано 264 наводнения, когда вода поднималась выше 1,5 м над ординаром – отметкой среднего уровня моря, определенной за период столетних наблюдений за ним на пристани в районе Горного института.
Катастрофические наводнения отмечались в 1703 и 1777 гг. Но одним из самых трагических по своим последствиям был штормовой нагон в 1824 г. Уровень воды в Финском заливе и в устье Невы поднялся выше 4 м.
В поэме А. С. Пушкина «Медный всадник» описано наводнение именно того страшного года. Другим памятником того трагического события можно назвать братские могилы на одном из городских кладбищ. На них начертано: «Читатель, се памятник божья наказания. Здесь сокрыто 160 тел обоего пола православных христиан и невинных младенцев казенного чугунно-литейного завода, утопших в день страшного наводнения 1824 г., ноября 7 дня».
Наводнение, происшедшее в Ленинграде в 1924 г., по своим катастрофическим последствиям лишь немногим уступало бедствию столетней давности. Вечером 23 сентября при ураганном ветре, скорость которого достигала 42 м/с, уровень воды вышедшей из берегов Невы поднялся почти на 370 см выше ординара. Рушились деревянные здания и мосты, полностью остановилось движение городского транспорта.
Цунами
Наводнения, вызываемые волнами цунами, – страшный бич Тихоокеанских побережий Азии и Америки. Цунами – это длинные гравитационные волны, образующиеся в 99 % случаев при подводных океанических землетрясениях.
Существует ряд особенностей, делающих наводнения от цунами наиболее опасными. Из-за трудностей определения эпицентра цунами и большой скорости ее перемещения на оповещение и эвакуацию населения на побережье остаются буквально считаные минуты. Поэтому очень часто население оказывается неподготовленным. Наводнения, порождаемые цунами, характеризуются неожиданностью, цикличностью, быстротечностью и колоссальной разрушительной силой. В настоящее время известно более 1000 случаев, когда они сопровождались большими человеческими жертвами и огромными разрушениями.
Человеческий фактор наводнений
Причины наводнений, обусловленные антропогенными факторами, можно разделить на прямые и косвенные. Такие виды хозяйственной деятельности на водосборах, в речных долинах и на поймах, как сведение лесов, осушение болот, промышленная и жилищная застройка, ведут к изменению гидрологического режима рек, в основном за счет увеличения поверхностной составляющей стока, что непосредственно не приводит к возникновению наводнений, но в период прохождения пиков паводков и половодий угроза наводнений значительно возрастает. Эти причины являются косвенными. Прямые антропогенные причины приводят непосредственно к большим затоплениям и связаны с проведением различных гидротехнических мероприятий и разрушением плотин.
Одна из причин увеличения максимального стока в период прохождения паводков и половодий – сведение лесов, в результате чего уменьшается инфильтрационная способность почв и увеличивается интенсивность их смыва. Увеличению стока способствует также сокращение суммарного испарения в связи с прекращением перехвата осадков лесной подстилкой и кронами деревьев, задерживающих до 30 % суммы осадков. Установлено, что после полного сведения лесов в зависимости от географических условий максимальный поверхностный сток возрастает на 250–300 %.
Большое влияние на увеличение максимального стока оказывает не всегда продуманное ведение сельского хозяйства. Осушение болот – естественных аккумуляторов стока – приводит к возрастанию его максимальных значений от 20–40 до 130–160 %. В результате снижения инфильтрационных свойств почв в процессе их сельскохозяйственного использования за период с IX по начало XX в. в центральных районах России поверхностный сток, по некоторым расчетам, увеличился в 4 раза, режим рек стал менее благоприятным, с более интенсивными паводками и низкой меженью. На почвах с легким и средним механическим составом в результате периодической распашки развивается эрозия, также ведущая к увеличению максимального стока. Продольная распашка склонов, переуплотнение полей при использовании тяжелой техники, переполивы в результате нарушения норм орошения – все это факторы, усиливающие интенсивность паводков и половодий.
Уменьшение инфильтрационных свойств почв – одна из основных причин усиления максимального стока в городах. Это связано с ростом водонепроницаемых покрытий и застройкой. В Канаде и Японии максимальные расходы паводков в городах возросли за последние десятилетия в 2,5 раза, в Великобритании – в 1,5 раза.
30 мая 1897 г. в США промчался смерч «Ирвинг» (по наименованию уничтоженного им города на севере Канзаса), оставив после себя огромное количество раненых.
