Понятие цунами, основные мероприятия по защите населения от цунами
Введение
В современном мире люди, в большинстве своем, проживая в городах, все больше отдаляются от природы и зачастую не задумываются, какие опасности она несет. Природные катаклизмы сильны и беспощадны, далеко не всегда их можно предсказать. Результатами таких капризов природы являются разрушения, и человеческие жертвы. Одним из примеров такого стихийного бедствия является цунами.
Цунами – это длинные волны, порождаемые мощным воздействием на всю толщу воды в океане или другом водоёме. Поскольку цунами могут нанести значительный ущерб, как населению, так и инфраструктуре городов, находящихся на побережье, необходимо не только своевременно их обнаруживать и регистрировать, но и предпринимать все возможные меры по защите населения от цунами.
Проблема этого грозного стихийного явления является весьма актуальной на сегодняшний день.
Объект исследования: ценами как стихийное явление.
Предмет исследования: мероприятия по защите населения от цунами.
Цель данной работы состоит в том, чтобы комплексно рассмотреть понятие цунами и проанализировать основные мероприятия по защите населения от цунами.
Задачи работы:
рассмотреть понятие и классификацию цунами;
выявить особенности разрушений в зоне ЧС при цунами;
обозначить основные мероприятия по защите населения от цунами.
1. Понятие и классификация цунами.
Цунами (в переводе с японского означает «большая волна в гавани») – это волны длинного периода, возникающие в морях и океанах в результате подвижек дна океана (землетрясений) и ряда других причин. Имеют пространственные масштабы от нескольких сот метров до нескольких сот километров [6, c. 68].
Коренное отличие внешне сходных океанических волн от цунами состоит в следующем – при волнениях погодной природы вся энергия волны сосредоточена лишь в поверхностном слое воды, соизмеримой по глубине с длиной волны (это учитывают при выборе способов защиты берега). При цунами энергию землетрясения через океаническое дно воспринимает вся толща воды – до нескольких километров. Эта энергия реализуется лишь при встрече волны с преградой в виде береговой линии и сооружений [5, c. 12].
Волны цунами относятся к так называемым длинным волнам – расстояние от гребня к гребню (длина волны) значительно превосходит глубину океана. С точки зрения гидродинамики волны цунами близки по своей природе к приливам. Цунами и приливы отличаются от обычных ветровых (штормовых) волн и морской зыби. Ветровое волнение затрагивает лишь верхний слой океана, на глубине 50 м волнение уже не ощущается. А приливы и течения, вызванные волной цунами, вовлекают в движение всю водную массу – от дна до поверхности (рис. 1) [5].
Рисунок 1. Траектории частиц воды ветровых волн и волн цунами
Цунами являются глубокими волнами, и захватывают куда более мощный слой воды, чем ветровые волны, развивающиеся лишь в приповерхностном слое. Максимальная скорость знакопеременных течений, сопровождающих цунами, – свыше 20 км/ч (см. таблицу 1) [10, c. 42].
Таблица 1.
Сравнительные характеристики ветровых волн и волн цунами
Параметры Ветровые волны Цунами
Скорость распространения До 100 км/ч До 1000 км/ч
Длина волны До 0,5 км До 1000 км
Период До 20 с До 2,5 ч
Глубина проникновения До 300 м До самого дна
Высота волны в открытом море До 30 м До 2 м
Высота волны у побережья До 40 м До 70 м
Волны цунами представляют собой поперечные волны, т. е. колебательные движения частиц воды относительно начального уровня происходят в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны.
Как показывает статистика цунами, опасность этого явления во многом связана со скоростью развития событий. Существует связь между характеристиками и последствиями стихийного бедствия. Основные характеристики цунами:
скорость и высота волны цунами;
длина волны (отрезок между двумя волнами);
период волны (временной интервал между прохождением двух волн).
От всех этих параметров зависит степень разрушения и количество жертв. За единицу оценки энергии цунами принята магнитуда, представляющая собой логарифм амплитуды волны, измеренный мареографом (м). Если в механизме землетрясения магнитуда – это логарифм всей энергии в его очаге, то в механизме цунами – лишь часть энергии землетрясения, которая затрачивается на образование волны цунами.
Степень разрушения прибрежных районов в зависимости от магнитуды цунами показана в таблице 2 [10, c. 180].
Таблица 2.
Степень разрушения прибрежных районов в зависимости от магнитуды цунами
Магнитуда цунами Высота волны, м
Проявление
0 ~ 1
1 2–4 прибивает корабли к берегу
2 6–10 разрушения, есть человеческие жертвы
3 10–20 вдоль берега – до 200 км, большие человеческие жертвы
4 30 до 500 км вдоль берега – выкат волн
Стремительно надвигающееся цунами несет перед собой воздушный поток, сравнимый по силе с взрывной волной. Возможные последствия цунами [2, c. 91]:
мощные волны уничтожают все на своем пути и затапливают территорию. Произошедшее наводнение от цунами способствует дальнейшему разрушению зданий. Последствия наводнения загрязняют почву и питьевую воду инородными веществами, способствуя развитию инфекционных заболеваний;
уничтожение зданий и коммуникаций;
гибель людей и животных;
разрушение морских судов, стоящих возле берега;
уничтожение почвенного покрова и сельскохозяйственных культур.
Интенсивность цунами по результатам воздействия на побережье (последствиям этого воздействия) оценивают по условной шкале интенсивности [7, c. 77-78].
I – очень слабое цунами. Волну отмечают (регистрируют) лишь специальные приборы – мореографы.
II – слабое цунами. Может затопить плоское побережье. Его замечают лишь специалисты.
III – среднее цунами. Плоское побережье затоплено, легкие суда могут оказаться выброшенными на берег. Портовые сооружения могут быть подвергнуты слабым разрушениям.
IV балла – сильное цунами. Побережье затоплено. Прибрежные постройки повреждены, имеют слабые и средние разрушения. Крупные парусные суда и небольшие моторные суда выброшены на сушу, а затем снова смыты в море. Берега засорены песком, илом, обломками камней, деревьев, мусором. Возможны человеческие жертвы.
V – очень сильное цунами. Приморские территории затоплены. Волноломы и молы сильно повреждены. Суда, даже крупные, выброшены на берег. Ущерб велик и во внутренних частях побережья. Здания и сооружения имеют сильные, средние и слабые разрушения в зависимости от удаленности от берега. Все кругом усеяно обломками. В устьях рек высокие штормовые нагоны. Сильный шум волн. Имеются человеческие жертвы.
VI – катастрофическое цунами. Полное опустошение побережья и приморских территорий. Суша затоплена на значительные расстояния вглубь от берега моря. Большие человеческие жертвы.
По количеству жертв выделяют пять категорий цунами [1, c
Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы
. 98]:
в первую категорию входят происшествия, в которых нет или не зафиксировано погибших;
вторая категория – цунами, в которых погибло до 50 человек;
в третью группу входят происшествия с количеством погибших от 50 до 100 человек;
четвертая категория – цунами с большим количеством погибших (от 100 до 1000 человек);
пятая – катастрофические цунами, которые уносят жизни 1000 и более людей.
К самым известным их них можно отнести цунами в Чили, Японии, Индийском океане.
Экономический ущерб от цунами измеряется в долларах США и подсчитывается с учетом затрат, необходимых на восстановление инфраструктуры, национальной экономики и хозяйства. Разрушенные дома и имущество пострадавших в цунами, как правило, в оценку сумм ущерба не входят и остаются на счету внутренних социальных расходов государства.
По размерам ущерба выделяют так же пять категорий цунами [13]:
к первой группе относятся происшествия без значимого вреда;
ко второй – цунами с небольшими потерями (до 1 млн. долларов);
к третьей – со средним (до 5 миллионов долларов);
к четвертой – с большим (до 25 миллионов долларов);
к пятой – с огромным (больше 25 миллионов) ущербом.
В двухтысячных годах самыми разрушительными стали цунами в Японии 2011 года и Индийском океане 2004 года. В совокупности они причинили мировой экономике ущерб примерно в 250 миллиардов долларов.
В зависимости от причин возникновения различают цунами [13]:
вызванные подводными землетрясениями;
вызванные прибрежными землетрясениями;
вызванные подводными и островными извержениями вулканов;
вызванные оползнями на морском дне.
2. Особенности разрушений в зоне ЧС при цунами
Служба предупреждения о цунами предотвращает или сводит до минимума человеческие жертвы, а также в определенной мере способствует сохранности материальных ценностей. Однако основные недвижимые ценности (города и поселки, порты, заводы и т. п.) подвергаются разрушительному действию волн. Цунамирайонирование позволяет располагать строительные комплексы на участках побережий, полностью или частично защищенных от воздействия цунами.
Для строительства портов в цунамиопасных районах побережий более предпочтительны широкие, защищенные от океана бухты с узкими входами. Гидротехнические сооружения здесь можно строить с учетом возможных высот волн цунами, зон затопления и т. д. Неприемлемы для портового строительства клиновидные бухты с широкими от моря входами, устья рек, длинные суживающиеся от моря проливы.
Наибольшему воздействию подвергаются стороны суши, обращенные к лучам направления движения волн от очага землетрясения. Гидротехнические и береговые сооружения следует располагать на теневых сторонах островов, полуостровов, мысов и т. п., значительно меньше подверженных действию волн, особенно при изрезанной береговой линии.
Береговые сооружения по технологическим причинам следует возводить близко к линии уреза воды, а портовые гидротехнические сооружения вообще располагать только на водных площадях. В связи с этим важное значение приобретают инженерные мероприятия, направленные на обеспечение живучести сооружений и их защиту от волн.
Морские гидротехнические сооружения в цунамиопасных районах подвержены разрушающему действию цунами. Обычно вначале волны вступают в силовое взаимодействие с волнозащитными сооружениями. В некоторых странах (в первую очередь в Японии) строят разнообразные волнозащитные сооружения от цунами: береговые (морские) стены и дамбы, молы и волноломы. Волнозащитные сооружения гасят энергию волн и защищают от них акватории и береговую территорию [3, c. 178].
Причальные сооружения строят, как правило, в сравнительно защищенных от ветрового волнения местах акваторий. Так как сооружения в конструктивном отношении обычно не рассчитаны на восприятие волновых нагрузок, то повреждения и разрушения их во время цунами повсеместны. По характеру взаимодействия с волнами следует рассматривать раздельно сооружения распорные типа набережных-стенок и безраспорные сквозного типа [3, c. 180].
Распорные сооружения располагают вдоль линии уреза воды, на всей длине они сопряжены с берегом. В конструктивном отношении это могут быть набережные-стенки в виде заанкеренных больверков, стен из массивовой кладки и из массивов-гигантов, свайные набережные со шпунтовыми стенками. Набережные-стенки по конструкции являются как бы сплошной частью берега и в меньшей мере терпят разрушения от волн, чем другие виды причальных сооружений. Однако во время цунами распорные сооружения могут испытывать увеличенное боковое давление засыпки, насыщенной водой; возможно значительное понижение уровня воды и даже осушение дна. В таких случаях на стенки сооружения действует дополнительное статическое давление воды, которое, по существу, удваивает обычное расчетное боковое давление на стенки. На такое дополнительное боковое давление причальные сооружения не рассчитаны, что следует иметь в виду при проектировании. [3, c. 181]
Безраспорные причальные сооружения сквозного типа в большинстве случаев бывают свайными, на колоннах или на отдельных опорах других конструкций. Верхнее строение возвышается над статическим уровнем воды. Характерными разрушениями сооружений являются деформация и срыв верхних строений. Так как сваи, колонны или отдельные опоры хорошо обтекаемы, то силовое воздействие волнового потока на них небольшое и в большинстве случаев они остаются на месте. Повреждения голов свай и колонн обусловливается срывом и сносом верхних строений [3, c. 181].
Гидротехнические островные сооружения, возводимые на банках и шельфах с целью добычи нефти или газа, часто имеют сквозную конструкцию. Низ значительного по размерам и массе верхнего строения возвышается с некоторым запасом над вершинами самых высоких ветровых волн. Опорами верхнего строения чаще всего служат обтекаемые вертикальные элементы. Так как в океане высота волн цунами небольшая (значительно меньше высоты ветровых волн), то специального усовершенствования конструкций островных сооружений не требуется [3, c. 182].
Береговые здания и сооружения различного назначения, входящие в портовые комплексы, при цунами подвергаются большим разрушениям и повреждениям; иногда уничтожаются полностью. Запроектированные и построенные по всем правилам сейсмостойкости береговые здания переносят землетрясения, но не выдерживают силового воздействия водного потока, движущегося с большой скоростью.
Их не проектируют на противодействие водному потоку, даже не учитывают статическое взвешивание водой в условиях спокойного затопления, поэтому они разрушаются. Естественно, новое строительство в местах затопления размещать не следует. Речь может идти об оценке цунамистойкости зданий в условиях плавного затопления суши при малой скорости водного потока [3, c
50% реферата недоступно для прочтения
Закажи написание реферата по выбранной теме всего за пару кликов. Персональная работа в кратчайшее
время!
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Задать вопрос
