Повінь - тимчасове затоплення суші водою в результаті розливу річок вище звичайного горизонту внаслідок танення снігів, зливних дощів, льодових заторів або обвалу, руйнування дамб і гребель та інше. В приморських районах затоплення може бути під впливом гравітаційних хвиль підводного землетрусу - цунамі (в перекладі з японського - "велика хвиля в гавані").
За кількістю людських жертв і матеріальних збитків, що припадають на одиницю площі, повені займають друге місце після землетрусів. Уражаючим фактором повені є руйнуюча дія мас води.
Основними параметрами повені є: глибина затоплення, ширина території, що затоплюється, максимальна швидкість потоку води, тривалість затоплення. Параметри повені визначаються за формулами:
а) Глибина затоплення (h), м:
,
де h - висота підйому води, м;
hM - висота місця об'єкту, м.
б) ширина території, що затоплюється (Ш),м
де a - кут нахилу берегової смуги, град.
в) максимальна швидкість потоку води (Vmax), м/с
або
де h - висота підйому води, м;
h0, - глибина річки в звичайних умовах, м;
Vo - швидкість течії води в річці в звичайних умовах, м/с;
S - поперечний перетин річки, м2;
Qmax - максимальний витік води в річці при рясних опадах, м3/с, визначається за формулою:
, м3/с
де І - інтенсивність опадів, мм/год;
F - площа випадіння опадів, км2 ;
Qo - витік води в річці в звичайних умовах, м3/с.
При великій швидкості прибуття води руйнуюча дія потоку визначається величиною швидкісного натиску DРшн - динамічними навантаженнями потоку води, кПа
, Па
де rв - густина води, г/см3 ;
V - швидкість потоку води, м/с.
Уражаюча дія хвилі затоплення визначається її швидкістю (швидкістю потоку) Va і висотою хвилі hз.
Наприклад, цегляні житлові будинки одержують слабкі руйнування при Vз=1,5 м/с і hз=2,5 м; середні (2,5 м/с, 4 м) і сильні (3 м/с, 6 м).
При руйнуванні греблігідротехнічної споруди в перший момент ураження викликають динамічні навантаження, які створюються хвилею прориву, що залежать від висоти хвилі, швидкості руху хвилі і інших чинників.
Таблиця 9.5. Класифікація повеней за причинами виникнення.
Найменування повеней | Причини виникнення | Висота підйому води | Тривалість |
Повінь | Весняне танення снігу | 2...3 м на малих, 15...20м на великих ріках | До 15...20 діб на малих, 2...3 місяців на великих. ріках |
Паводкові | Дощі, зимові відлиги | Декілька метрів | До 15...20 діб на малих, гірські річки - декілька діб. |
Зливневі | Інтенсивні короткочасні зливи | До 20-30 м | Декілька діб |
Залорні | Запори - осінньо-зимові скупчення шури | 3...4, рідко 8 м | До 4-5 діб |
Селеві | Змиття з гірських схилів пухкого грунту | Від 2...4 до 80...100м | До декількох годин |
Нагонні | Нагонні води в гирло річок при приливах, сильних вітрах | Від 2...3 м до 10...12м | До 18...20 діб |
Завальні | Перекриття річок обвалом, зсувами | Від декількох десятків до сотень метрів | Декілька годин, до прориву завалу |
Аварії на ГЕС | Руйнування греблі | Десятки метрів | Декілька днів |
Ступені руйнування будинків і споруд в залежності від глибини затоплення (висоти хвилі) hз м і максимальної швидкості потоку води Vмах м/с наведені в таблиці 8.6.
Таблиця 9.6. Наслідки дії води при руйнуванні греблі.
№ | Тип будинків | Ступені руйнування | |||||
Слабкі | Середні | Сильні | |||||
h, м | Vmax,м/с | hз,м | Vmax, м/с | hз,м | Vmax, м/с | ||
Дерев'яні будинки (1-2 поверхи) | 2,5 | 1,5 | 3,5 | ||||
Цегляні малоповерхові | 2,5 | ||||||
Цегляні середньоповерхові | 2,5 | 1,5 | 2,5 | ||||
Промислові з легким металевим каркасом | 1,5 | 3,5 | 2,5 | ||||
Промислові з важким металевим або залізобетонним каркасом | 1,5 | ||||||
Бетонні і залізобетонні будинки антисейсмічної Конструкції | 1,5 |
При руйнуванні греблі час затоплення об'єкту tВ і висоту хвилі прориву hВ на різній відстані від греблі можна визначити за співвідношеннями, які наведені в таблиці 8.7.
Таблиця 9.7. Залежності параметрів хвилі прориву від ємності водосховища, ширини прориву і відстані до греблі
Параметри | Відстань до греблі, км | ||||||
Висота хвилі прориву hв, м | 0,25Н | 0,2Н | 0,15Н | 0.075Н | 0,05Н | 0,03Н | 0,02Н |
Тривалість хвилі прориву tв, год | Т | 1,7Т | 2,6Т | 4Т | 5Т | 6Т | 7Т |
Примітка до таблиці 8.9: Н - глибина води перед греблею, м; Т - час вивільнення водосховища, год, який визначається за формулою:
, год
де W— обсяг водосховища, м; В - ширина прориву, м; N — максимальний витік води на 1 м ширини прориву. Залежить від глибини води перед греблею Н і орієнтовно можна прийняти:
Глибина води Н, м | ||||
Видаток води n, м2/c-m |
Швидкість руху хвилі прориву в середньому від 3 до 25 км/год, для гірських районів -до 100км/год.
В залежності від часу tзатопл, за який відбувається затоплення території tз і міри загрози життю людей і знищення матеріальних цінностей розрізняють наступні зони затоплення:
1. Зона катастрофічного затоплення (tзатопл<1 год);
2. Зона надзвичайно небезпечного затоплення (1год.<tзатопл<4 год.);
3. Зона сильного затоплення (tзатопл>4 год.).
Всередині зони затоплення утворюються осередки ураження (в місцях знаходження населених пунктів, об'єктів, сільськогосподарських угідь).
Самим ефективним засобом захисту від повені є евакуація людей і матеріальних цінностей з можливої зони затоплення. Перед евакуацією необхідно відключити в будинках електроенергію і газ, взяти запас продуктів, медикаментів, документи і відбути за зазначеним маршрутом. При раптовій повені терміново покинути будинок і зайняти найближчий пагорб або верхні поверхи будинків, залізти на горище або дах, вивісити біле або кольорове полотнище і чекати рятівників.