Глава 7.

Наводнения.

7.1. Основные понятия гидрологии суши.

На территории России находятся сотни тысяч больших и маленьких рек, озер, водохранилищ, о большей части которых известно лишь специалистам или людям, проживающим на их берегах.

Изучением процессов, протекающих в водоемах суши, занимается гидрология суши. Название этой науки происходит от греческих слов «гидро» - вода и «логос» - учение. Как и любая наука, гидрология оперирует своей терминологией и своими понятиями.

Гидрология суши относится к комплексу географических наук. Одним из основных ее понятий является понятие физико-географическая зона – природная зона, в которой происходит формирование стока реки. В зависимости от природной зоны, в которой происходит питание реки, зависит и ее «характер». Так равнинные реки лесной зоны имеют более равномерное питание и более плавный ход уровней, чем реки, зона питания которых находится в горах.

Другое понятие гидрографическая сеть означает совокупность постоянных и временных водотоков, а также озер, болот, прудов на какой-либо территории.

Речной бассейн – территория суши с которой талая и дождевая вода стекает в данную реку. Различают бассейн реки (или иначе водосбор реки), бассейн озера, водохранилища и т.д.

Важнейшей числовой характеристикой является размер водосбора, называемый площадью бассейна. Обычно различают ручьи (площадь водосбора менее 10 кв. км), малые реки с площадью водосбора от 10 до 5000 кв. км, средние реки с водосборами от 5000 до 50000 кв. км и большие реки с площадью водосбора более 50000 кв. км.

Протяженность водотока (реки) от истока до устья называется длиной реки. Между площадью водосбора и длиной реки существует приближенная связь.

Очевидно, что чем больше река, тем разнообразнее природные условия ее территории. Среди многочисленных природных условий бассейна, помимо его площади важное значение имеют заболоченность территории, лесистость, озерность, распаханность (т.е. доля площади бассейна в процентах, занятая соответственно болотами, лесами, озерами, пашнями).

Важнейшей характеристикой реки является ее водность, или сток воды – объем воды, проходящий через поперечное сечение русла за определенный интервал времени (месяц, квартал, сезон, год).

Объем стока в единицу времени называют расходом воды. Обычно расход воды обозначают буквой Q и измеряют в куб.м/с или л/с. Хронологический график изменения расхода воды называется гидрографом стока.

На территории России находится широкая сеть гидрологических постов, занимающихся регистрацией гидрологических характеристик рек, озер и водохранилищ. Обязательной регистрируемой характеристикой является уровень воды в реке, озере, водохранилище и т.д. Уровень воды – высота поверхности воды в реке (озере) над условной горизонтальной плоскостью сравнения. Эта плоскость называется нулем графика поста и выбирается так, чтобы она была на 0,3-0,5 м ниже самого низкого возможного уровня воды. Нуль графика поста привязан к абсолютной системе высот принятой в России, - Балтийской системе высот, т.е. среднему многолетнему уровню Балтийского моря в районе Кронштадта. Чтобы привести уровень воды, измеренный на гидрологическом посту, к абсолютной системе высот, надо значение уровня сложить с отметкой нуля графика поста. Для каждого населенного пункта, расположенного вблизи водного объекта, устанавливаются некоторые критические значения уровня, так называемые опасные и особо опасные отметки. Опасная отметка – значение уровня воды, при превышении которого начинается затопление поймы, сельскохозяйственных угодий. Особо опасная отметка – значение уровня воды, при превышении которого начинается затопление прибрежных населенных пунктов, хозяйственных объектов, дорог, ЛЭП и т.д.

В режиме рек обычно выделяют половодье, паводок и межень.

Под половодьем принято понимать ежегодно повторяющийся в один и тот же сезон значительный и довольно продолжительный подъем уровня воды в реке. Как правило, половодье вызывается таянием снега на равнинах и дождевыми осадками, и происходит это весной. В горных районах выделяют весеннее-летнее половодье, связанное с таянием снега и ледников в высокогорных областях и выпадением осадков.

Паводок – это интенсивный, сравнительно кратковременный подъем уровня воды, вызванный дождями и ливнями, иногда таянием снега при зимних оттепелях.

Меженью – называют период низкой водности рек, который устанавливается в зимний и летнее-осенний сезоны, поэтому различают зимнюю и летнее-осеннюю межень.

В период половодий и паводков уровень воды в реке достигает наивысшего значения, которое называют максимальным уровнем воды в период половодья (паводка). Данные о максимальных уровнях воды обобщаются, поскольку они имеют наибольшее значение при изучении наводнений и организации борьбы с ними. Именно максимальный уровень определяет площадь и глубину затоплений прибрежных территорий. Данные о максимальных уровнях воды используются при проектировании любых гидротехнических сооружений (ГТС), а также жилых и хозяйственных объектов, расположенных в прибрежной зоне. При этом проектирование ведется учетом уровня воды (или расхода) определенной повторяемости.

Повторяемость той или иной величины максимального уровня воды есть число лет, за которые эта величина была превышена. Повторяемость уровня воды устанавливается через вероятность его превышения, называемую обеспеченностью. Соотношение между повторяемостью (N) и обеспеченностью (P) для обеспеченностей P<50% имеет вид: N = 100/P

При этом следует отметить, что обеспеченность выражается в процентах.

Все реки текут в некоторых продольных углублениях, называемых долиной реки. Периодически затапливаемая часть дна долины называется поймой.