Для жителей нашего города вопрос наводнений немаловажен. С момента появления Петербурга он 245 раз подвергался наводнениям. Одно из крупнейших было описано в 1824 году Пушкиным в поэме "Медный всадник". Город стоит на низкой приморской равнине, и достаточно реке подняться на 150 см, чтобы просачивание воды призошло на 1/4 части городской территории. Наблюдение показало, что наводнение возникает из-за того, что Нева не может пробиться к морю и течет в спять. Причиной этого может послужить как ветер, так и длинные волны в Балтийском море, которая со скоростью 50-60 км/ч вдавливается в Финский залив. На мелководье залива становится выше и препятствует речному стоку.
Различают превентивные и непосредственные меры защиты от стихии. Первые осуществляются общегосударственными организациями, так как включают планирование застройки населенных пунктов, соблюдение правил землепользования и долговременные мероприятия, такие, например, как облесение склонов.
Мы стремимся отрегулировать сток рек и окультурить прилегающую территорию так, чтобы угрозу наводнений свести к минимуму. Устройство заградительных дамб - один из старейших методов защиты - продолжает сохранять свое значение. На затопляемой пойме расположено множество населенных пунктов и много плодородных земель, и их необходимо охранить от затопления. Заградительные дамбы обеспечивают им полную или частичную защиту от наводнений. Не обязательно возводить дамбы в непосредственной близости от реки: хотя они и должны следовать их течению, однако не каждому речному изгибу. Высота дамб зависит от цели и данных контрольных расчетов. Иногда система продольных заградительных валов дополняется поперечными, и тем самым затопляемая территория делится на отдельные клетки. На затопляемых участках таким образом сохраняется почва, и они могут использоваться в сельскохозяйственных целях. В защитных дамбах могут быть перекрываемые шлюзы, с помощью которых вода после паводков спускается назад в русло. В отдельных случаях с их помощью удается специально направлять воду, несущую плодородный ил на поля. Заградительные дамбы сооружают из подручных материалов, укрепляя их кирпичом, камнем или железобетоном. При непосредственной угрозе затопления заградительные валы часто строят из мешком с песком.
Долговременную охрану от наводнений обеспечивает регуляция русла. Оно должно вмещать как можно больше воды, чтобы увеличение расхода воды не приводило к повышению водного уровня. С этой целью проводят расширение и углубление русла. Важной мерой защиты являются каналы, с помощью отводится избыточная вода.
При непосредственном предупреждении о наводнении необходимо учитывать все факторы, от которых зависит его интенсивность. Главным представляется количество осадков, затем идет размер водосборного бассейна. Потом идут всасывание и поглощение, растительность, морфологические и геологические факторы. Нельзя не упомянуть и фактор времени, то есть длительность времени прихода паводковой волны с разных притоков. В обширных бассейнах крупных рек жители приречной равнины располагают достаточным временем на организацию защиты и эвакуацию. В небольших бассейнах паводковая волна может последовать сразу же за объявлением тревоги. В сложных речных системах с плотинами и регулирующими водохранилищами учитывается и фактор задержания и накопления воды. Принимается во внимание и емкость регулирующих водохранилищ и расход воды на промышленные нужды и орошение.
Паводковые комиссии разных стран выпускают надежные инструкции на случай наводнения. В наиболее важных пунктах эти инструкции совпадают.
1. Перед наводнением: приготовить мешки с песком, бревна, очистить канализационную систему, обеспечить запасными источниками энергопитания, средствами оказания первой помощи. Заправить баки автомашин. Создать запасы питьевой воды и продовольствия, готового к употреблению. Приготовить транзисторные приемники, спиртовые плитки и сигнальные электрические фонари.
2. При объявлении о начале наводнения: запасти питьевую воду на случай, если колодцы станут непригодными, а водопровод перестанет функционировать. Если есть время, запасти, наполнить и привязать все то, что могло бы уплыть. Наметить сухое безопасное место, которое наверняка избежит затопления, на случай бегства. Следует учесть возможность быть отрезанным водой.
3. Во время наводнения: избегать низко расположенных мест, которые могут оказаться затопленными при разрушении плотин. Никогда не переходить затопленные участки, если вода стоит выше колен. Поток может свалить с ног, а в водовороте человек становится беспомощным. Нельзя переправляться через затопленные участки на автомобиле, можно не заметить ямы.
4. После наводнения: не следует употреблять продуктов питания, подмоченных паводковыми водами. Не использовать для питья воду без санитарной проверки. Каждый колодец должен быть сначала осушен, а вода подвергнута анализу на предмет ее безвредности. Без особой необходимости не следует заходить на участки, бывшие затопленными. Электроприборы должны быть перед употреблением высушены и опробованы.
Прогнозируя штормовые приливы, следует учитывать метеорологические факторы, перемещения областей низкого давления, циклоны и любые нарушения режима, связанные с сильными ветрами, дующими в сторону суши. Ожидаемое время критических нарушений соизмеримо с нормальным ожидаемым состоянием уровня моря по таблице приливов и отливов. В расчет берется и морфология побережья. Меры защиты те же, что и при речных наводнениях.
АТМОСФЕРНЫЕ КАТАСТРОФЫ
Выравнивание перепадов давления в атмосфере осуществляется путем возникновения ветров. Ветры дуют из областей высокого давления в области низкого. сила ветра зависит от разности давления.
Порывы ветра могут вызвать значительные повреждения. Вихри и ураганы разрушают дома, сносят мосты и другие конструкции, угрожают жизни людей, вызывают лесоповалы.
В начале прошлого века адмирал Бофорт разработал шкалу для определения силы ветра в баллах. Этой шкалой пользуются до сих пор. Зависимость между балльностью ветра и его скоростью выражается уравнением: v=0,88 B^1,44. Ветер начинает вызывать повреждения при скорости около 20 м/с.
Тропические циклоны возникают в тропических широтах. Они отличаются четкой концентрацией энергии в небольшом пространстве, большими перепадами давления и высокими скоростями ветра. Ежегодно над земной поверхностью образуется в целом 70 - 80 тропических циклонов, однако лишь небольшая их часть достигает разрушительной силы, а из них, в свою очередь, только часть захватывает сушу.
Причины возникновения тропических циклонов весьма сложны. Что касается циклонов Атлантического океана и Карибского моря, то было установлено, что они возникают тогда, когда поверхность моря нагревается выше 26 градусов. Площадь нагретой морской поверхности должна быть достаточно велика. Опасность возникает тогда, когда нагрев морской поверхности до 26,8 градусов осуществляется на площади, превышающей 8,5*10^6 кв.км. О прохождении циклона над определенной территорией можно судить с помощью приборов, регистрируя изменения давления и скорости ветра. После прохождения стены циклона, где ветры самые сильные, давление резко падает, а температура повышается. Ветер может совершенно стихнуть. Это положение сохраняется недолго - надвигается противоположная стена.
Защита от циклонов может быть не только пассивной, но и активной. Первый опыт разрушения циклона был осуществлен в 1947 году. Все подобные усилия сводятся к тому, чтобы каким-либо способом рассеять энергию циклона. Отделить его от океана, чтобы последний не мог снабжать циклон энергией, либо способствовать распределению этой энергии в большем пространстве. Внимание обращено на те зоны циклона, где наблюдается перепад в его характеристиках и где его уровень энергии наиболее высок. Сначала в этих целях пытались распылять сухой лед, который должен был послужить в качестве ядер кристаллизации. В 1960 году стали использовать йодид серебра, который способствует скорость ветра на 10%, а в 1969 году - даже на 30%. Этот метод защиты покоится на верном теоретическом основании, однако недостатком является то, что он весьма дорогостоящ. Тем не менее начало успешного наступления на этот вид стихийных бедствий положено и, дело на этом не остановится.
Торнадо и другие атмосферные вихри.
Торнадо - это катастрофические атмосферные вихри, имеющие форму воронки диаметром от 10 до 1 км. В этом вихре скорость ветра может достигать неправдоподобной величины - 300 м/с (что составляет более 1000 км/ч). Такая скорость не может быть измерена никакими приборами, она оценена экспериментально и по степени воздействия торнадо. Например, отмечалось, что при торнадо щепка вонзалась в ствол сосны. Это отвечает скорости ветра выше 200 м/с.
Торнадо бывают связаны с медленно перемещающимися циклонами (со скоростью поступательного смещения ниже 30 км/ч) и возникают на окраинных частях последних. В других случаях они от циклонов не зависят. Скорость поступательного перемещения торнадо составляет 40 км/ч, это означает, что от него не убежать, можно уехать лишь на машине. Бегство от торнадо, однако, и в этом случае проблематично, так как его трасса абсолютно незакономерна и непредсказуема. Различна и длинна пути торнадо: одни из них исчезают, не пройдя 1 км, траектория других может достигать сотен километров. Торнадо несколько напоминает циклон, например, своим круговым вихревым движением воздуха или тем, что в центре воронки наблюдается низкое давление.
В пустынях США существуют два вида вихревых ветров - классические торнадо и так называемые "пустынные дьяволы". Торнадо связаны с грозовыми облаками, тогда как перевернутые воронки "пустынных дьяволов" не имеют связи с облачными образованиями.
Процесс возникновения торнадо до конца не ясен. Очевидно, они образуются в моменты неустойчивого расслоения воздуха, когда нагревание земной поверхности приводит к нагреванию и нижнего слоя воздуха. Выше этого слоя оказывается слой воздуха более холодного, такое положение неустойчиво. Теплый воздух устремляется вверх, воздух же холодный в вихре, словно хобот, опускается вниз, к земной поверхности. Часто это происходит над небольшими возвышенными участками в пределах плоского рельефа.