Реферат: Наводнения
Причины наводнений многообразны, и каждой причине или
группе причин соответствует свой вид наводнения. Ниже укажем четыре группы видов
наводнений.
1. Наводнения, связанные с прохождением очень большого
для данной реки расхода воды. Такие наводнения случаются в период весеннего
снеготаяния, при выпадении обильных ливневых и дождевых осадков, в случае
крушения плотин и при прорывах завальных озер.
2. Наводнения, вызванные в основном большим
сопротивлением, которое водный поток встречает в реке. Это обычно происходит в
начале и в конце зимы при зажорах и заторах льда.
3. Наводнения, обусловленные как прохождением больших
расходов воды, так и значительным сопротивлением водному потоку. К нт1
относятся селевые потоки на горных реках и водно-снеговые потоки в балках,
оврагах и ложбинах.
4. Наводнения, создаваемые ветровыми нагонами воды на
крупных озерах и водохранилищах, а также в морских устьях рек.
В пределах Советского Союза преобладают наводнения
первой группы (около 80 % всех случаев). Они встречаются на равнинных и горных
реках, в северных и южных районах и т. д. Остальные виды наводнений имеют локальное
распространение.
Климатические условия в различных районах страны
весьма разнообразны. Еще более различаются метеорологические условия каждого
конкретного года. По этой причине нет ни одного года, в течение которого не
случилось бы наводнения то на одних, то на других реках. Есть годы в гидрологическом
отношении сравнительно спокойные и, напротив, очень неспокойные.
Весной 1970 г. выдающееся по высоте весеннее половодье
отмечалось на реках бассейнов Десны, Оки, Верхнего Дона и Верхнего Днепра. Максимальные
уровни и расходы воды оказались близкими к исторически наблюденным — такие
уровни имеют повторяемость 1 раз в 50—100 лет. Необычайно высокие максимумы
отмечались на гидрологических постах: р. Дон — г. Задонск; р. Сосна — г. Елец;
р. Тускарь — г. Курск; р. Ока — г. Орел; р. Зуша — г. Мценск. Были частично
затоплены десятки городов и многие сотни сельских населенных пунктов.
Весна 1979 г. ознаменовалась чрезвычайно высоким
половодьем на реках обширной территории между Верхней и Средней Волгой на
западе и Уралом на востоке (Белая, Чусовая, Уфа, Кострома, Унжа, Ветлуга, Вятка
и др.). Особенно высоким оно было на р. Вятке, где оказался превзойденным
исторический максимум за предшествующий период в 101 год. Хозяйству ряда областей
был нанесен серьезный материальный ущерб.
Так, в Башкирии были частично или полностью затоплены
180 населенных пунктов, в Свердловской области — 210 населенных пунктов. В той
или иной мере пострадали г. Киров на р. Вятке, г. Пермь на р. Каме, г. Красновишерск
на р. Вишере, г. Кунгур на р. Сылве, г. Уфа на р. Уфе и т. д.
По приведенным выше данным нетрудно составить перечень
переменных во времени основных факторов, обусловливающих высоту весеннего половодья:
— запас воды в снежном покрове перед началом весеннего
таяния;
— атмосферные осадки в период снеготаяния и половодья;
— осенне-зимнее увлажнение почвы к началу весеннего
снеготаяния;
— глубина промерзания почвы к началу снеготаяния;
— ледяная корка на почве;
— интенсивность снеготаяния;
— сочетание волн половодья крупных притоков бассейна.
Последние два фактора почти не влияют на объем весеннего
половодья и учитываются лишь при прогнозе максимума половодья.
Какой бы ни была разнообразной комбинация
обусловливающих факторов в том или ином году, все они в конечном счете находят
отражение в водном балансе за половодье.
Главная трудность прогноза объема стока половодья как
раз и состоит в том, чтобы в условиях данного года заранее оценить возможные
потери стока по факторам, определяющим эти потери.
Рассмотрим далее каждый фактор, обусловливающий объем
весеннего половодья, в отдельности. Это важно для понимания того, при каких
условиях бывают наводнения, как составляется прогноз высоты и объема половодья
и пр.
1. Запасы воды в снежном покрове.
Первый выпавший снег редко остается на зиму. Обычно в
предзимье снег выпадает два-три раза и тут же тает. При этом увлажняется
верхний слой почвы, что во многом определяет потери стока половодья.
Определение истинной величины снегозапасов в бассейне
сопряжено с немалыми трудностями. Ведь снег залегает на местности крайне неравномерно.
Причина не только в том, что в разных местах выпадает неодинаковое количество
твердых осадков, сколько в том, что ветер переносит выпавший снег с места на
место. Перенос снега начинается уже при скорости ветра 5—7 м/с. Снег с открытых
поверхностей сносится в различного рода понижения — лощины, балки, овраги,
русла рек и ручьев. Снег отлагается и в зонах перехвата — на опушках леса, в
лесозащитных полосах, в садах, у изгородей, около отдельных деревьев и кустов.
Один буран в открытой степи может до неузнаваемости изменить рельеф снежного
покрова. Некоторое влияние оказывают на него и зимние оттепели. При оттепелях
снег тает преимущественно в поле и почти не тает в лесу. Соотношение между
снегозапасами в поле, лесу, оврагах и пр. меняется от года к году. В среднем,
например, в Центральных черноземных областях в узких оврагах снега в 2,5 раза
больше, чем в поле, на опушках леса — в 2 раза, в лесу — в 1,3 раза, в лощинах,
ложбинах и в руслах рек в 1,2 раза больше. В отдельные оттепельные и ветреные
зимы соотношение может быть существенно иным. Так, в конце зимы 1951-52 г. в бассейне Дона снега в оврагах было в 5 раз больше, чем в поле. Заметим, что и лес лесу рознь
— здесь имеют значение возраст, густота и состав леса. Почти всегда на 10 %
площади снегозапасы в 2—4 раза больше средней величины и еще на 10% площади — в
1,5—2,0 раза меньше.
Ввиду всех этих обстоятельств снегосъемки производятся
один раз в 5 дней вблизи метеорологических станций на характерных для данной
местности маршрутах длиной 2 км в поле и 0,5 км в лесу и оврагах. Измерения осуществляются через каждые 10 м, причем на 5—10 измерений высоты приходится одно измерение
плотности. Если высоту снежного покрова выразить в см, а плотность у в
г/см3, то снегозапасы в мм составят: 5 == ЮснУ. Заметим, что ландшафтно-маршрутные
снегосъемки выполняются с 1965—1966 гг. До этого в продолжение 25 лет (с 1940 г.) снегосъемки в поле производились по сторонам равнобедренного треугольника, сумма длин сторон
которого составляет 1 км. До 1940 г. были иные методики снегосъемок. Поэтому
данные о снегозапасах до и после 1965 — 1966 гг. не вполне однородны, и гидрологам
при расчетах приходится вводить в данные разного рода поправки.
Средние снегозапасы бассейна вычисляются как средние
взвешенные с учетом доли площади, занятой полем, лесом и овражко-балочной
сетью. В свою очередь, средняя величина снегозапасов для поля, так же как для
леса и овражно-балочной сети, определяется как средняя арифметическая из данных
измерений. Обычно данных о снегозапасах в лесу в 3—5 раз меньше, чем в поле, и
это отрицательным образом влияет на точность прогноза.
В декаду наибольшей высоты снежного покрова его
плотность большей частью составляет: в Европейской части страны — 0,25 г/см3,
в Сибири — 0,23 г/см3, на Дальнем Востоке — 0,20 г/см3.
Рис. 1. Наибольшие из
максимальных за зимний период запасов воды в снежном покрове
Средняя многолетняя величина максимальных за зиму
снегозапасов изменяется от 40—50 мм на юго-западе Украины и в Молдавии до
180—200 мм в Центральной Сибири (рис. 9). Еще более сильно выраженная территориальная
изменчивость характерна для наибольших из максимальных снегозапасов: в
Европейской части страны они колеблются от 60—80 мм до 300—350 мм (рис. 1).
2. Атмосферные осадки в период снеготаяния и
половодья. Весенние осадки, являясь дополнительным источником питания рек,
играют весьма важную роль в формировании максимума весеннего половодья. Можно выделить
осадки периода снеготаяния и размерзания почвы, а также осадки последующего
весеннего периода до конца половодья. Первые обращаются в сток с теми же
потерями, что и снегозапасы, вторые — с несколько большими потерями. Если
коэффициент стока снегозапасов и осадков принять за 1,0, то для осадков он
составит 0,8 на севере в зоне избыточного увлажнения и 0,5 на юге в зоне
недостаточного увлажнения.
Момент оттаивания почвы примерно совпадает с
окончанием снеготаяния в лесу, а в безлесных районах оттаивание почвы
начинается спустя 5—8 дней после схода снега.
3. Осенне-зимнее увлажнение почвы к началу весеннего
снеготаяния.
Влажность верхнего слоя почвы толщиной 0,5—1,0 м
—самый важный фактор потерь талых вод. Но именно влажность почвы и есть самая
изменчивая во времени и в пространстве величина. В каждой низине влажность почвы
больше, чем на возвышенных местах. Она существенно различается на песчаных и
глинистых почвах, на распаханных и целинных участках, при наличии травяной или
древесной растительности и т. д. По этой причине, а также потому, что измерение
влажности почвы — дело трудоемкое и им начали заниматься сравнительно недавно
(в лесу влажность почвы и сейчас не измеряется), при прогнозах широко
используются разного рода косвенные характеристики. Самая распространенная из
них — это разность между суммарными осадками (X) и суммарным испарением (Е}
за 2,5—3,0 месяца до устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха
через 0° С. Величина разности Х — Е примерно равна запасу продуктивной
влаги в слое 0—50 см. Другая распространенная характеристика — суммарный сток
реки за период октябрь — январь.
Во время зимних оттепелей влажность почвы возрастает
настолько, насколько убывают снегозапасы, если, конечно, не возникает зимних
паводков. При этом в величину осенней влажности почвы (или в ее косвенную
характеристику) вводится соответствующая поправка.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6 |
