Научная статья на тему 'Типизация источников чрезвычайных ситуаций гидрологического характера'

Типизация источников чрезвычайных ситуаций гидрологического характера Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
331
59
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
УЩЕРБ / DAMAGE / ОЦЕНКА / ESTIMATION / ОПАСНЫЕ ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ / DANGEROUS HYDROLOGICAL PHENOMENA

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Мухин Владимир Иванович, Шимитило Виктория Леонидовна

Предложена новая типизация источников чрезвычайных ситуаций, обусловленных опасными гидрологическими явлениями, на основе параметров интенсивного и экстенсивного типа оценки ущерба.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Мухин Владимир Иванович, Шимитило Виктория Леонидовна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

TYPIFICATION EMERGENCY SITUATIONS SOURCES OF HYDROLOGICAL CHARACTER

The article puts forward a new typification emergency situations of sources caused by dangerous hydrological phenomena, on the basis of intensive and extensive type of damage estimation parameters

Текст научной работы на тему «Типизация источников чрезвычайных ситуаций гидрологического характера»

УДК 339.001.5; 658.8:007; 614.8

В.И. Мухин, В.Л. Шимитило

ТИПИЗАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО ХАРАКТЕРА

Предложена новая типизация источников чрезвычайных ситуаций, обусловленных опасными гидрологическими явлениями, на основе параметров интенсивного и экстенсивного типа оценки ущерба.

Ключевые слова: ущерб, оценка, опасные гидрологические явления.

V. Mukhin, V. Shimitilo

TYPIFICATION EMERGENCY SITUATIONS SOURCES OF HYDROLOGICAL CHARACTER

The article puts forward a new typification emergency situations of sources caused by dangerous hydrological phenomena, on the basis of intensive and extensive type of damage estimation parameters.

Keywords: damage, estimation, dangerous hydrological phenomena.

Статистика показывает, что одним из наиболее массовых явлений, играющих роль источников ЧС, на территории Евразии становятся затопления. Они отличаются сезонностью. Из их числа наибольшее внимание привлекают наводнения в речных бассейнах, вызываемых сильными осадками. Прогнозирование частоты и масштабов наводнений является весьма важной проблемой при изучении физических аспектов природных катастроф. Наводнения, обусловленные ливнями, сходны с разливами, вызванными внезапными прорывами озер. Разрушительные последствия этих явлений близки друг к другу в том отношении, что действующим фактором в обоих случаях являются поверхностные воды.

Основная причина наводнения на реках - половодье или паводки редкой повторяемости, а иногда ледяные заторы и зажоры. В устьях рек, помимо этих причин, к наводнениям могут привести сильные нагоны. На материках не все воды движутся по поверхности, значительная часть её приходится под землёй в виде подземной воды. Подземные воды тоже могут вызывать катастрофические явления; они могут привести к уплотнению грунтов, а песок при обводнении превратится в плывун, а также нарушить устойчивость склонов, вызвав при этом даже такой эффект, как землетрясение.

Большая часть воды на Земле образует большие массы - озера и океаны. Береговые зоны могут быть подвержены катастрофическим явлениям, вызванным изменением уровня моря или гигантскими приливами волн - цунами. Катастрофические процессы проходят также и под водой на морском дне. Подводные оползни могут иметь такие же размеры, как и оползни на суше, вызывая турбинные течения, которые в состоянии оказать существенное воздействие на сооружения.

В связи с этим наводнения являются одним из наиболее часто повторяющихся стихийных бедствий, а по площади охватываемых территорий и наносному среднему годовому ущербу превосходят все остальные ЧС [2].

Наводнения в зависимости от масштаба распространения и повторяемости классифицируются следующим образом:

Рис. 1. Классификация наводнений

Низкие (малые)

Они наблюдаются на равнинных реках. Охватывают небольшие прибрежные территории. Затопляется менее 10 % сельскохозяйственных угодий. Почти не нарушают ритма жизни. Повторяемость 5 - 10 лет, т. е. незначительный ущерб.

Высокие

Наносят ощутимый материальный и моральный ущерб, охватывают сравнительно большие земельные участки речных долин, заливают примерно 10 - 15 % сельскохозяйственных угодий. Существенно нарушают хозяйственный и бытовой уклад населения. Приводят к частичной эвакуации людей. Повторяемость 20 - 25 лет.

Выдающиеся

Наносят большой материальный ущерб, охватывают целые речные бассейны. Затапливают примерно 50 - 70 % сельскохозяйственных угодий, некоторые населенные пункты. Приводят к необходимости массовой эвакуации населения и материальных ценностей из зоны затопления. Повторяемость 50 - 100 лет.

Катастрофические

Наносят огромный материальный ущерб и приводят к гибели людей, охватывая громадные территории в пределах одной или нескольких речных систем. Затопляют более 70 % сельскохозяйственных угодий, множество населенных пунктов, промышленных предприятий и инженерных коммуникаций. Повторяемость 100 - 200 лет.

В зависимости от причин выделяют пять групп наводнений:

1. Половодья.

Эти наводнения связаны в основном с максимальным стоком от весеннего таяния снега. Такие наводнения отличаются значительным и довольно длительным подъёмом уровня воды в реке.

2. Паводки.

Наводнения, формируемые интенсивными дождями, иногда таянием снега при зимних оттепелях. Они характеризуются интенсивным, сравнительно кратковременным подъёмом уровня воды.

3. Заторные, зажорные наводнения (заторы, зажоры) - большое сопротивление водному потоку на отдельных участках русла реки, возникающее при скоплении ледового материала в сужениях или излучинах реки во времена ледостава (зажоры) или ледохода (заторы). Заторные наводнения об- 71

Научные и образовательные проблемы гражданской защиты - 2010'2

разуются в конце зимы или начале весны. Они характеризуются высоким и сравнительно кратковременным подъёмом уровня воды в реке. Зажорные наводнения образуются в начале зимы и характеризуются значительным (но менее чем при заторе) подъёмом уровня воды и более значительной продолжительностью наводнения.

4. Нагонные наводнения (нагоны).

Ветровые нагоны воды в морских устьях рек и на ветреных участках побережья морей, крупных озер, водохранилищ. Возможны в любое время года. Характеризуются отсутствием периодичности и значительным подъёмом уровня воды.

5. Наводнения (затопления), образующиеся при прорывах плотин.

Излив воды из водохранилища или водоёма, образующийся при прорыве напорного фронта (плотины, дамбы и т. п.) или при аварийном сбросе воды из водохранилищ, и также при прорыве естественной плотины, создаваемой природой при землетрясениях, оползнях, обвалах, движении ледников. Характеризуются образованием волны прорыва, приводящей к затоплению больших территорий и разрушению встречающихся на пути её движения объектов (зданий, сооружений и др.).

Опыт построения удачных классификаций свидетельствует, что в их основе лежат не наиболее броские, но системообразующие и генетические признаки классифицируемых явлений. В качестве системообразующего признака совокупности природных катастроф, в частности катастроф, связанных с водой, примем аномальность воздействия на данную систему хозяйствования. Естественной характеристикой аномальности является отклонение значения поражающего фактора от его фоновых значений. Примером является расход воды при наводнении по сравнению со средним значением. В качестве численной характеристики величины аномальности используется безразмерное отношение (Я) величины поражающего фактора при катастрофе к фоновому значению соответствующей характеристики

R = ПФ / ФВ,

где ПФ - поражающий фактор;

ФВ - фоновая величина.

По характерной величине отношения R катастрофы подразделяются на три типа:

катастрофы тренда (значение R превышает единицу не намного);

катастрофы экстремума (выброса) (1,5 < R < 5);

катастрофы срыва (от R = 10 до 105 и более).

Под типом каскадной схемы имеется в виду тип модели, порождающей распределение, для каждого катастрофического типа (табл. 1) [1].

Конкретный вид катастроф предлагается характеризовать совокупностью значений интенсивного параметра R и экстенсивного L, характеризующего величину ущерба.

Таблица 1

Классификация катастроф

Характеристики катастроф Типы катастроф

Катастрофы Катастрофы Катастрофы

тренда экстремума срыва

Характерный диапазон значений параметра R ~1 1,5...5 10...105 и более

Типичные примеры катастроф Изменения уровня моря Сгоны-нагоны уровня моря, Сильнейшие наводнения

наводнения

Характерные типы распределений величин катастроф (значений ПФ) Нормальное распределение с трендом Нормальное, экспоненциальное Степенное

Тип каскадной схемы Кумулятивный Мультипликативный

описания каскад каскад

Параметры статистиче- Среднее значение и дисперсия, линейная регрессия Среднее значение и Порядковые статистики,

ского описания дисперсия медианы, квантили

Наиболее эффективные меры уменьшения ущерба Превентивные мероприятия Смешанный подход Службы спасения, страхования

Несмотря на свою простоту, предложенная схема типизации катастроф по величине параметра R довольно информативна. Так, оказывается, что катастрофы разного типа различаются относительной эффективностью различных способов уменьшения ущерба. Величины воздействия при катастрофах 1-го типа наиболее легко прогнозируемы. При катастрофах этого типа весьма эффективны превентивные мероприятия. При катастрофах 3-го типа величина поражающего воздействия на несколько порядков превосходит фоновые воздействия, при этом катастрофы этого типа обычно слабо прогнозируемы. Можно предположить, что превентивные мероприятия, в значительной мере рассчитанные на привычные (следовательно, не экстремальные уровни воздействия), будут недостаточно эффективны. Предложенная типизация обеспечивает единообразие описания совокупности катастроф с учётом местных (региональных) условий. Соотнесение данного вида катастроф к тому или иному типу не только позволяет расклассифицировать совокупность катастроф, но и даёт возможность (с высокой степенью вероятности) охарактеризовать важные черты данного вида катастроф. А также позволяет прогнозировать характер эмпирического распределения значений поражающего фактора и величин ущерба. Характер распределений отражает диапазон изменений параметра R.

В связи с вышеизложенной классификацией очень важно знать, к какому типу (классу) следует отнести ЧС для принятия мер по ликвидации последствий стихийного бедствия. В этом могут помочь данные по МЧС и Гидрометцентра, которые необходимо обработать, чтобы возникла целостная картина.

Литература

1. Писаренко В.Ф., Родкин М.В. Распределение с тяжёлыми хвостами: приложение к анализу катастроф. - М.: Геос. - 2007.

2. Арефьева Е.В., Мухин В.И., Шимитило В.Л. Оценка параметров эмпирических распределений затопления и подтопления застроенных территорий // Промышленное и гражданское строительство. № 3. - 2010.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.