Катастрофы: неистовая Земля - Тони Уолтхэм

Многие склоны гор имеют сейчас такую же геологическую структуру, какая была у гор, в прошлом катастрофически обрушившихся. Уровень развития техники позволяет человеку контролировать по крайней мере некоторые потенциально опасные оползни, как это показали нам события в зоне Фолкстон-Уоррен.

Сколько же людей еще погибнут при оползнях в будущем — сотни, тысячи? Проблема отчасти заключается в следующем: хотя специальные геологические исследования помогают обнаружить многочисленные потенциальные оползни, механизм возникновения которых нам теперь уже известен, эти работы требуют значительных затрат материальных средств и времени. Но неужели человеческая жизнь не стоит этого? Сотни тысяч людей живут и трудятся под крутыми склонами гор, ничего не зная о том, что им грозит. Порой они даже убеждены, что «их» склон горы — устойчивый, и потому не предпринимают никаких мер безопасности. К сожалению, некоторые из них ошибаются. А ведь оползни нередко бывают роковыми.

Наводнения

Ночь 31 мая 1889 г. в городе Джонстаун в штате Пенсильвания была тревожной: уже трое суток, не переставая, шел проливной дождь, вода в реке Литл-Коунмаф резко поднялась и грозила затопить низкие районы города. Однако еще большую тревогу вызывала плотина Саут-Форк, находившаяся в 16 км вверх по течению и сдерживавшая воды в заполненном до краев водохранилище. Эта старая кам-ненабросная плотина была в плохом состоянии: слишком маленькие водосбросы частично забились растительностью и обломочным материалом и не могли поэтому играть существенной роли в регулировании уровня воды. Подъем воды происходил гораздо быстрее стока и в течение ночи все водосбросы были затоплены. Вода перелилась через край водохранилища и размыла главную насыпь плотины, образовав широкий пролом во всю ее 23-метровую высоту. В одно мгновение вся вода водохранилища превратилась в гигантскую волну и ринулась вниз… Она пронеслась по долине, затопила пойму реки и практически в мгновение ока смыла город Джонстаун с лица Земли. В массе воды, несшей обломки камней и разрушенных зданий, утонуло 2209 человек.

Вода — совершенно уникальный материал; ее объемы огромны, она необходима для жизни, но, выйдя из-под контроля, может вызвать ужасные разрушения. Наводнение в Джонстауне служит прекрасным примером огромной разрушительной силы воды. Совершенно очевидно, что любое водохранилище, воды которого удерживаются плотиной, является для жителей расположенной внизу долины своего рода бомбой замедленного действия, точное время взрыва которой неизвестно.

Плотины могут разрушаться по трем причинам.

Во-первых, это происходит, если конструкция плотины не отвечает ее назначению (в чем обычно виноват проектировщик). Простое обрушение бетонной или каменной плотины наблюдается редко, однако внутренняя эрозия земляных плотин была и до сих пор остается вполне обычным явлением.

Во-вторых, вода может перелиться через плотину, и тогда (особенно, если плотина — земляная) эрозия происходит настолько быстро, что обрушение совершается почти мгновенно. Именно это случилось с плотиной Саут-Форк в Джонстауне. Причиной катастрофы были гидрологические и метеорологические условия, а также конструкция водосбросов.

Третья причина обрушения плотин — разрушение фундамента. Этот тип катастроф происходит крайне редко, но основы его — чисто геологические. Технология гражданского строительства в наши дни достигла столь высокого уровня, что сооружения можно возводить практически на любом грунте, однако при строительстве плотин геологические факторы все еще оказывают большое влияние на выбор конструкции, о чем наглядно свидетельствуют обрушения плотин.

Еще одной характерной особенностью катастрофы в Джонстауне было расположение города в пойме реки вниз по течению от плотины: поймы по своей природе весьма подвержены затоплению во время наводнений независимо от того, вызвано ли наводнение антропогенным воздействием или же является следствием естественных причин. Поскольку речное наводнение в основном обусловлено особенностями рельефа, геологические и геоморфологические исследования играют важную роль в выделении опасных участков, подверженных периодическому затоплению, которое может происходить через столь длительные интервалы времени, что не всегда есть исторические факты, на которые мы могли бы опираться. Гибельным может быть и отсутствие воды, вызванное капризами климата или тем, что человек изменил русло природных источников. Загрязнение воды, особенно запасов грунтовых вод, заиливание водохранилищ могут повлечь за собой ряд гидрологических проблем, природа и масштаб которых также в значительной мере контролируются геологическими причинами. Однако и обрушения плотин, и любые другие бедствия, вызванные вмешательством человека и его неспособностью управлять водными ресурсами, — все это меркнет в сравнении с масштабом естественных наводнений, где человек является лишь простым участником или свидетелем.

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.