Пойменные наводнения
Пойма реки представляет собой почти плоский участок долины, который граничит с рекой и выполнен пластами осадков, отложившихся в те периоды, когда река выходила из берегов. В узких долинах с крутыми склонами, в горных районах поймы вообще отсутствуют, тогда как ширина поймы большой и сложной системы рек низменности может превышать 100 км. Река обычно отлагает осадки в своем русле в сезон минимального стока. В периоды максимального стока река заливает пойму, которая как бы предназначена для наводнений.
К сожалению, берега рек всегда были привлекательным местом для заселения. Города обычно вырастали на крутых берегах и террасах неподалеку от рек, поскольку земля в поймах очень плодородна и ее легко обрабатывать и орошать. Лондон, Париж и Вашингтон располагаются на нескольких речных террасах над современными долинами рек. В том случае, если город находится на безопасной террасе, периодическое затапливание поймы может быть весьма полезным —¦ всем хорошо известно плодородие ила, накопившегося за время ежегодных разливов Нила. Однако города строились, расширялись и занимали сами поймы, где зданиям и людям грозила непосредственная опасность. Установлено, что в настоящее время в одних лишь Соединенных Штатах Америки 10 миллионов человек живут на участках, подверженных затоплению.
Масштабы опасности при наводнениях могут быть весьма разными; наиболее яркими примерами тому служат некоторые реки в Азии. Разливы великой реки Янцзы в Китае происходят редко, однако подъемы уровня воды бывают весьма значительными. Так, в 1871 г. ниже города Чунцин высота воды в реке, протекающей здесь в ущельях, превысила нормальный средний уровень на 80 м. После такого феноменального подъема последовал резкий спад уровня воды, что едва не стало причиной катастрофы: во время быстрого понижения уровня воды плывший по реке пароход оказался как раз над затопленной скалой и очень плавно на нее опустился. После того как уровень ьоды в реке вернулся к обычной средней норме, пароход очутился в плену на скале, возвышаясь на 35 м над рекой. Утверждают, что во время разлива реки Янцзы в 1954 г. из нижней долины было эвакуировано Ю миллионов человек (хотя эта цифра, возможно, и завышена Из политических соображений).
На севере Индии река Ганг образует обширную пойму, где мощность осадков превышает 10,5 км. Ежегодно во время муссон-ных дождей Ганг разливается. Для значительной части территории, геоморфологические особенности которой обеспечивают некоторый наклон местности, эти разливы не представляют явной опасности. Однако этого нельзя сказать о районе, где к дельте Ганга присоединяется и дельта реки Брахмапутра, что занимает большую часть равнинной территории Бангладеш. В ноябре 1970 г. произошел разлив этих рек, обусловленный сочетанием резкого подъема уровня воды, высокого прилива и сильного берегового циклона. Был затоплен участок дельты площадью более 10 000 км2 с многими населенными пунктами, погибло более миллиона человек.
Река Ганг разливается каждый год, но сильные паводки бывают довольно редко. Длительные наблюдения за уровнем воды в реке показали, что существует определенная взаимосвязь между силой наводнений и интервалами их повторения, а именно: повышения уровня почти пропорциональны логарифму интервала. Поэтому маловероятно, чтобы наводнение 50-летнего цикла повторилось в годовом интервале. Эта идея может оказать неоценимую помощь при планировании застройки речных долин. Хотя хозяйственное значение района, затапливаемого во время ежегодных разливов Ганга, не подлежит сомнению, совершенно ясно, что экономически невыгодно, например, строить дом, рассчитанный на существование 100 лет, в той части равнины, которая затапливается каждые 20 лет. Следовательно, при планировании застройки пойменных районов или использования их земель необходимо учитывать интервал повторения наводнений. Но в Великобритании границу опасной зоны обычно проводят на уровне наводнений 1947 г., вызванных таянием снегов; этот уровень отвечает высоте паводков, которые могут быть один раз в 100–200 лет.
Частота и сила наводнений, несомненно, зависят от местных и региональных погодных и климатических условий. Значительное влияние оказывают и такие факторы, как поглощающий воду растительный покров, способствующая стоку крутизна склонов, профиль русла, который может либо сглаживать последствчя паводков, либо, напротив, усугублять их. Сильный дождь в начале зимы может иметь страшные последствия, если дождевая вода попадает на глинистые почвы, покрывшиеся за время жаркого и сухого лета жесткой спекшейся коркой. В 1973 г. при наводнении такого типа в южной Испании погибло 150 человек; река разлилась, вышла из берегов и разрушила дома, простоявшие уже больше века,
Катастрофические наводнения возникают и во время редких бурь в семиаридных районах. В 1972 г. на город Рапид-Сити в Южной Дакоте обрушилось наводнение 2000-летнего цикла; вода пронеслась вниз по каньону и вызвала ужасные разрушения, погибло 237 человек. С тех пор строительство на участке, затапливаемом при разливе реки, практически не велось; там был разбит парк.
Огромное влияние на характер затопления оказывают коренные породы. Водопроницаемые породы, например песчаники или известняки, могут свести к минимуму последствия слабых и даже средних наводнений. Но очень сильное наводнение может причинить значительный ущерб в районах, сложенных известняком, поскольку обычно сухие здесь долины мгновенно заполняются таким огромным количеством воды, что система подземного дренажа ее не вмещает и затопление, естественно, распространяется на большие площади, в том числе и на заселенные.
Наводнения 1968 г. в городе Сомерсет (горы Мендип-Хиллс) продемонстрировали эрозионную силу рек в долинах, пересеченных сплошными полезащитными и дорожными насыпями.
Необычная геологическая обстановка наблюдается над городом Карас в Перуанских Андах, где озеро перегорожено естественным барьером из полупроницаемой ледниковой морены, через которую постоянно фильтруется вода, вытекающая из озера. Все здесь пока спокойно и хорошо, но такая кажущаяся устойчивость обманчива: если об/ем воды, поступающей в озеро, превысит проницаемость морены, вода мгновенно перельется через барьер, эродирует его и тогда вниз по течению — туда, где в пойме расположен город Карас, — устремится огромная волна.
В связи с тем что во всем мире поймы рек густо заселены, борьба с наводнениями стала важным аспектом гражданского строительства. Вести ее можно различными путями. Осуществляется, например, строительство противопаводковых водохранилищ. Обычно ьх не заполняют водой до краев, чтобы сделать это в паводковый поток. Затем вся вода сбрасывается с меньшей скоростью и в течение более длительного времени. Конечно, не с каждым наводнением можно бороться таким образом, но сейчас почти каждое третье водохранилище в Соединенных Штатах служит этой цели. В 1974 г. разлив реки Брисбейн в Австралии наглядно продемонстрировал несовершенство противопаводковых плотин. Еще хуже обстояло дело во время наводнения 1966 г. во Флоренции, когда после двух суток проливных дождей слишком рано был начат сброс воды из-под двух противопаводковых плотин, и вода достигла города в самый разгар наводнения.
Самый действенный способ регулирования уровня воды в реках — это строительство искусственных дамб или наращивание высоты естественных берегов. За исключением некоторых плотин в черте города, эти сооружения обычно представляют собой земляные насыпи, достаточно высокие, расположенные через относительно большие (15 км и реже) интервалы; такие плотины должны остановить любое наводнение и защитить остальные участки поймы. g нижнем течении реки Миссисипи общая протяженность подобных защитных сооружений составляет к настоящему времени 3500 км. Кроме того, дамбы окружают здесь многие города и селения. К сожалению, и плотины не гарантируют полной защиты от наводнений. Иногда они даже приводят к более серьезным последствиям, чем сам паводок, поскольку вода может перелиться через край плотины или образовать в ней пролом и устремиться вниз со значительной скоростью. Тогда наводнение в пойме может стать более разрушительным, чем оно было бы при отсутствии дамбы.
Наводнение в долине Миссисипи в 1973 г. было самым сильным из всех здесь известных, ущерб составил 420 млн. долл., однако, не будь защитных плотин, он возрос бы почти вдвое. На Миссисипи применялись и многие другие способы защиты от наводнений. Сокращение меандр может уменьшить длину реки, сделав уклон более крутым, что будет способствовать затоплению резервных площадей. В 1933– 1936 гг. протяженность нижнего течения реки Миссисипи была укорочена подобным образом на 13 %. Размер аварийных водоотводов можно значительно варьировать. Характерной чертой тропических городов
