3. Небезпечні гідрологічні явища і їх вражаючі фактори.

Гідрологічними небезпечними явищами, що мають місце в Україні, є:

• повені та паводки (басейни річок);

• селі (Карпатські і Кримські гори).

Повінь

Повінь - це значне затоплення місцевості в результаті підйому рівня води в річці, озері, що викликається значним, відносно трива­лим підвищенням рівня води і спостерігається щороку в один і той же сезон.

Характеристика

Тривалість повені змінюється від 10-15 днів на малих річках до 3-4 місяців на великих. На рівнинних річках настає внаслідок снігота­нення (весняна повінь), на гірських - танення снігу (літня повінь).

На більшості річок України спостерігається весняна повінь (бере­зень - квітень).

Життєвий досвід свідчить, що велика весняна повінь буває після багатосніжної зими. Але нерідко, після багатосніжної зими, повінь буває не дуже високою і навпаки, при середніх запасах снігу повінь буває значною. Причина цього — в багатовекторності процесу і вели­кої перемінної факторів від року до року - запасу та інтенсивністю танення снігу, вологістю верхнього шару ґрунту, товщиною льодової кірки на поверхні ґрунту тощо. Причому в різних ландшафтах однієї і тієї природної зони роль цих факторів неоднакова.

Найбільш вірогідними зонами можливих повеней на території України є:

• у північних регіонах - басейни річок Прип'ять, Десна та їх при­ токи. Площа повені лише в басейні р. Прип'ять може досягти 600- 800 тис. га;

• у західних регіонах - басейни верхнього Дністра (площа може досягти 100-130 тис. га), річок Тиса, Прут, Західний Буг (площа можливих затоплень 20-25 тис. га) та їхніх приток;

• у східних регіонах - басейни р. Сіверський Донець з притоками, річок Псел, Ворскла, Сула та інші притоки Дніпра;

• у Південному і Південно-Західному регіонах - басейни приток нижнього Дунаю, р. Південний Буг та її притоки.

На річках Карпат та Кримських гір повінь виявлена не чітко, для них характерний паводковий режим. Найбільш страшні та руйнівні повені трапляються на річках у результаті раптового та сильного під­йому води. Таке короткострокове та неперіодичне збільшення витрат води на річках внаслідок короткочасних інтенсивних злив називають паводок. При короткочасному інтенсивному сніготаненню можуть формуватися зимові паводки.

Паводок - явище, яке характеризує режим річок, коли витрати води переважають пропускну здатність річки. На відміну від сезонних повеней, паводки не приурочені до визначеного сезону року. Природа паводків різна, але в більшості випадків вони так чи інакше пов'язані з погодою.

Причини паводків

Паводки викликаються:

• численними опадами - як дуже тривалими, так і порівняно ко­роткочасними, але дуже інтенсивними;

• швидким таненням снігів та льодовими заторами;

• аварійними ситуаціями.

Катастрофічні короткочасні паводки на водотоках часто спричи­нюють зливи.

Слід відмітити, що ще однією причиною паводку може стати штуч­не утворення - водосховище. Цілком очевидно, що всяке водосхови­ще, води котрого утримуються греблею, є для мешканців населених пунктів, розташованих внизу річкової долини, бомбою уповільненої дії, час вибуху котрої невідомий.

Греблі можуть руйнуватися з декількох причин. Вода може пере­ливатися через греблю, і тоді ерозія проходить настільки швидко (особливо, якщо гребля земляна), що руйнування греблі відбувається майже миттєво. Причиною таких катастроф є метеорологічні умови, а також конструкція водоскидів. Ще однією причиною руйнування греблі може бути руйнування фундаменту. Цей тип катастроф трап­ляється дуже рідко, але основа їх - чисто геологічна.

При руйнуванні гребель ГЕС затоплення території відбувається зі швидкістю руху хвилі прориву. Хвиля прориву - це хвиля, яка утво­рюється на фронті стрімкого руху води у прорив. Вона має значну висоту, швидкість і велику руйнівну силу. Висота і тривалість її утво­рення залежить від розміру прориву, глибини води перед греблею, об'єму водосховища. Швидкість руху хвилі становить від 3 до 25 км/год (для гірських районів - до 100 км/год).

У залежності від початку часу затоплення Т (час підходу хвилі прориву) визначаються три ділянки затоплення: надзвичайно небез­печного затоплення (Т менше 1 години); катастрофічного затоплення (1 год < Т < 4 год); великого затоплення (Т > 4 год).

Характеристика наводка

Паводок характеризується відносно короткочасним підвищенням рівня води під час злив чи зливових дощів. Тривалість паводків змі­нюється від кількох годин до кількох діб.

В основному паводки проходять в поймах річок, що являють собою майже плоску ділянку долини, яка межує з річкою та викликана плас­тами осадків, які відклалися в ті періоди, коли річка виходила з берегів.

Що робити при повені (паводку)

Під час повені (паводку) важкі предмети, колоди, які затягуються бурхливими потоками, перетворюються в потужну руйнівну силу. Вони можуть покалічити людей, які рятуються вплав, з розмаху тара­нять вікна, стіни та двері житлових та промислових будівель, опори мостів. В утворювані пробоїни спрямовується вода і зриває будівлі з фундаменту, відносить та розбиває їх. Досвід показав, що вцілілими залишаються ті будинки, біля котрих зі сторони річки ростуть дерева.

Перед повінню/паводком слід приготувати мішки з піском, де­рев'яними брусами, запастися джерелами енергозабезпечення, засо­бами надання першої медичної допомоги. Створити запас питної води та продуктів харчування, яке готове до вживання.

При попередженні про початок повені/паводку, необхідно запас­тися питною водою, на випадок коли колодязі будуть непридатні, а водопровід перестане функціонувати. Якщо є час, треба прив'язати все, що може бути змито. Слід намітити сухе місце, котре не буде за­топлено, на випадок втечі.

Під час повені/паводку слід уникати низько розташованих місць, котрі можуть бути затоплені. Ніколи не переходьте затоплені ділянки, якщо вода стоїть вище колін. Потік може повалити людину, а у вирі людина стає безпомічною.

Якщо ви при повені попали у воду, не треба піддаватися паніці.

Необхідно пливти або просуватися до найближчої незаігопленої ділян­ки. При цьому треба рухатися не проти течії, а під кутом до неї, осте­рігаючись схованих під водою або плаваючих на воді предметів, щоб не отримати травму. Деякі з них можна використати собі в допомогу. Якщо ви потрапили у водоверть, не слід прискорювати рух чи пірнати на глибину, а треба, використовуючи течію і надавши тілу найбільш горизонтального положення, спокійно його пропливти.

Не можна робити різких рухів у залитих водою кущах чи густій траві (водоростях), бо це може призвести до заплутування в них і втрати сил. У такому місці слід лягти на спину і плисти, працюючи ногами. Якщо ж ноги або руки все ж сильно заплутались у водорос­тях, то слід, набравши побільше повітря і опустивши голову в воду обличчям вниз, не поспішаючи, звільнитися від стебел.

Якщо вода застала в полі, лісі — необхідно виходити на підвищені місця або залізти на дерево.

Що робити, якщо стрімко піднімається вода? По-перше, необхідно прийняти заходи по захисту будинку:

• відключити газ, воду, електроенергію;

• загасити вогонь в печах;

• перенести на верхні поверхи та горища цінні предмети та речі;

• закрити вікна та двері;

• підготуватися до евакуації.

До прибуття допомоги або спаду води, треба зоставатись на верх­ніх поверхах, горищах, на деревах або безпечних височинах і запас­тись предметом, який може бути використаний для самоврятування (дошка, надувна камера тощо). Як простий рятувальний засіб, можуть бути використані порожні пластикові пляшки з-під води, що зберіга­ються у будь-якому мішку. Розрахунки показують, що 5 літрових пляшок, закритих пробками, можуть утримати на поверхні води до­рослу людину.

Щоб рятівники могли швидше знайти потерпілого, потрібно в сві­тлий час доби вивішувати на високе місце біле або кольорове полот­но, а в темноті - подавати звукові або світові сигнали.

Після паводку повертатися в будинки слід обережно, остерігаючись порваних електричних дротів, пошкоджених газових магістралей. Пе­ред тим, як увійти у будинок, потрібно засвідчитись, що його конструк­ція не пошкоджена під ударами хвиль. Потім просушити його, відкрив­ши вікна та двері. Користуватися газом, електроенергією тощо можли­во після отримання дозволу у комунальних службах. До електричних дротів, розеток краще не наближатись до їх повного висихання.

Інша небезпека - епідеміологічна. Це пов'язано із загибеллю тва­рин. З метою запобігання отруєнь не можна вживати продукти харчу­вання, підмочені водою. Не можна використовувати для пиття воду без санітарної перевірки. Без особливої потреби не заходьте на ділян­ки, які були затоплені.

Природні причини паводка:

•складна гідрометеорологічна ситуація (кількість опадів вище норми, їх інтенсивність та тривалість) спричинили до насичення ґрунту вологою і зменшення його водопоглинаючої здатності;

• геолого-орографічні та гідрогеологічні умови, які постійно при­зводять до формування різноманітних зсувів, обвалів та селів у гірських та прилеглих до них районів;

• період різкого зменшення здатності рослинного покриву затри­мувати дощові води. Значна стрімкість схилів, близьке залягання во­донепроникних гірських порід створюють надзвичайні умови для швидкого стікання води;

• підвищення температури повітря після попередніх снігопадів, викликало танення снігу на верхніх частинах гірських схилів і сприя­ло додатковому надходженню води до гірських річок;

• висока водність річок перед паводком*пов'язана з проходженням паводку в кінці жовтня.

Антропогенні причини паводка:

•порушення технології виконання культурно-технічних робіт, що мали місце до 80-х років для поліпшення природних сіножатей і пасовищ;

• розорювання крутосхилів у гірських районах, де формуються паводки;

• знищення приполонинних лісів, створення величезних, після лі­сових високогірних лук (полонин);

• тривале використання полонин під пасовища погіршило водно-фізичні властивості й посилило процеси збільшення поверхневого стоку у верхів'ях;

• відсутність водосховищ на гірських річках, призначених для регу­лювання стоку у періоди інтенсивних опадів та можливих паводків;

• інтенсивна лісоексплуатація, погіршення санітарного стану лісів і зменшення їх водотрансформаційних функцій;

• транспортування деревини при лісорозробках проводилось і про­водиться із використанням застарілих технологій, що призводить до пошкодження та ерозії ґрунту, пошкодження підросту;

• необгрунтоване кар'єрне видобування гравійно-піщаних матері­алів із русел річок та в їх долинах, що призводить до активізації рус­лових процесів;

• недотримання режиму господарювання у водоохоронних зонах та прибережних захисних смугах річок;

• неповне виконання заходів по інженерному захисту територій на річкових водозаборах.

Селі

Селі - бурхливі руслові потоки з води та уламків гірських порід, які раптово виникають у гірських долинах річок внаслідок інтенсив­них дощів чи танення снігу, а також прориву завалів, та стрімко спрямовуються по схилах гір, руслах гірських струмків та річечок вниз, у долини, руйнуючи на своєму шляху все, що перешкоджає їх руху. Це одне із найнебезпечніших стихійних явищ - лихо гірських місцевостей.

Характеристика явища

Процеси виникнення і розвитку селя перебувають у залежності від характеристик селевого басейну: висота витоку, селеактивність, гео­логічна будова та ерозія гірських порід.

Залежно від висоти селевих потоків, басейни поділяються на високо­гірні (2,5 км і більше), середньогірні (1,0-2,5 км) та низькогірні (до 1 км).

За селеактивністю басейни поділяються на три групи:

• сильноселеносні - вирізняються інтенсивним створенням та наяв­ністю крихких уламків; їх селева здатність дорівнює 15—35 тис. м ви­носів з 1 км² активної площі за один сель;

• середньоселеносні - вирізняються інтенсивними процесами вивітрювання та ерозії; їх селева здатність значно нижча і має величину в межах 5-15 тис. м³;

• слабоселеносні - мають менш інтенсивне вивітрювання і не­дорозвинену гідрографічну сітку; їх селева здатність становить до 5 тис. м .

На водотоках гірської місцевості встановлено, що:

• селеві потоки формуються лише в тих басейнах гірських водотоків, де гірські породи багаті глинистим матеріалом;

• в селеутворюючих осередках відбувається як накопичення, так і формування грязьокам'яних мас;

За потужністю сельові потоки поділяються на три групи:

• потужні, з виносом більше 100 тис. м³ матеріалів;

• середньої потужності, з виносом матеріалів від 10 до 100 тис. м³;

• слабкої потужності, з виносом матеріалів менше 10 тис. м³.

Селеві потоки сходять раптово, іноді майже миттєво. Час схо­дження селевих потоків невеликий, тривалість їх 1-3 години. Рух се­лю - це суцільний потік води, каміння, грязі зі швидкістю від 2 до 10 м/сек.

Головна і визначальна властивість селю - це відношення твердих речовин до рідини, з яких складається сель. Тому за характером селі поділяються на:

• водокам'яні (суміш води та каміння великого розмі­ру);

• грязьокам'яні (суміш води, гравію, гальки та невеликого каміння);

• грязьові (суміш води, невеликої кількості землі та дрібного каміння).

Об'єми селів можуть досягати сотень тисяч - мільйонів м³, а розміри уламків - до 3—4 м в поперечнику та масою до 200 тонн.

Селі проходять у вигляді 1-3 валів заввишки до 2 м у Кримських горах і до 4 м у Карпатах зі швидкістю, відповідно 2-2,5 м/сек і 3-4 м/сек. Питомий викид може становити від 20 до 150 м³/сек.

Для селей характерне різке короткочасне підняття рівня води, хви­льовий рух, значна руйнівна сила.

Рухаючись із великою швидкістю, сель може захоплювати за со­бою велике каміння, зносити мости, виводити з ладу дороги, загрожу­вати життю всіх, хто знаходиться на його шляху.

Селі в основному виникають у вечірній та нічний час.

Умови утворення (виникнення)

Ймовірність зародження селів залежить від складу та будови гір­ських порід, їх здатності до вивітрювання (процес механічної та хі­мічної зміни гірських порід під дією опадів, температури тощо), рівня антропогенної дії на район.

Причинами виникнення селевих потоків майже завжди є сильні зливи, інтенсивне танення снігу та льоду, прорив гребель водойм, а також землетруси. Виникненню їх сприяють і антропогенні фактори: вирубка лісів і деградація ґрунтів на гірських схилах, вибухи при прокладанні гірських доріг тощо.

Процес виникнення та розвитку селів проходить три етапи:

• накопичення в руслах селевих басейнів пухкого матеріалу за ра­хунок вивітрювання гірських порід та гірської ерозії;

• переміщення крихких гірських порід по гірських руслах з підвищених ділянок у нижчі;

• розосередження селевих виносів у гірських долинах.

У гірських ущелинах досить часто виникають завали з каміння, щебінки та кусків льоду або снігові греблі. При швидкому таненні снігів перед такими перешкодами може збиратися вода, яка не знахо­дить виходу і утворює водосховище або озеро. Запруда з таких мате­ріалів, неначе губка, просякнута водою. Під натиском води, що все прибуває зверху, вони в якийсь час раптово «вибухають» і направля­ються по схилу ущелини вниз. Жахливий потік зі страхітливим ревом котиться донизу, вбираючи в себе все нові маси каміння, грязюки, зрізуючи поверхню схилів ущелин, викорчовуючи дерева, здираючи ґрунти.

Розповсюдження

На території України селеві процеси найбільше розповсюджені у Карпатах та Кримських горах. Площа ураження селевими пото­ками становить понад 3% території України. В Криму вони по­ширені на 9% території, в Закарпатті - на 40%, в Чернівецькій -15%, Івано-Франківській - 33%. Всього в Карпатах виявлено 219 селевих водозборів.

Профілактика небезпеки

Вона полягає в знанні основних ознак можливої небезпеки сходу селевих потоків. До них відносяться:

• інтенсивні довготривалі зливи;

• різке підвищення рівня та каламутності води в гірських річках;

• посилення шуму річки від каміння, що перекочується по її дну;

• посилення каменепадів на скельних схилах, не тільки вдень, а й вночі;

• поява в лощинах, жолобах, балках раніше неіснуючих ключів.

Протиселеві заходи

При розробці протиселевих заходів враховуються такі фактори: умо­ви для формування і механізм утворення селів, будова селеформуючого басейну і його руслової сітки, режим проходження селю тощо.

Для захисту від селів використовується комплексний метод, який включає в себе організаційно-адміністративні, агротехнічні, лісомелі­оративні, гідротехнічні заходи. Перші три направлені на попереджен­ня селів у самих осередках утворення, гідротехнічні - на боротьбу з уже сформованими селевими масами.

Організаційно-адміністративні заходи передбачають:

• заборону будівництва в руслах селевих басейнів промислових, житлових та виробничих будівель та споруд;

• охорону гірських пасовищ;

• повну заборону розорювання гірських схилів.

Агротехнічні заходи включають в себе:

• обробку ґрунту поперек схилів;

• створення ґрунтозахисних буферних полос;

• засоби захисту від ерозії.

Гідротехнічні споруди, які призначені для боротьби з селевими потоками, поділяються на класи: протиерозійні і протиселеві - селе-регулюючі (селепропускні, селенаправляючі, селескидальні, селевід-бійні), селерозподільні (щільові запруди, селезагородки) та селеза-тримувальні (греблі, котловани, обваловки).