Irena Smolová.

Transkript

1 Přírodní rizika podmíněná exogenními vlivy: Irena Smolová prfnw.upol.cz

2 Přírodní rizika podmíněná exogenními vlivy: Extrémn mní hydrologické jevy Příčiny extrémních hydrologických jevů, katastrofální povodně ve světě, rizikové oblasti, možná protipovodňová opatření. Extrémn mní klimatické jevy Extrémní meteorologické jevy (vlny veder, přívalové deště, dlouhodobá sucha), klimatický jev El Niňo. Tropické cyklóny. Rizikové oblasti. Eroze Základní typologie, příčiny vodní a větrné eroze, rizikové oblasti, protierozní ochrana. Vliv antropogenní činnosti na urychlení eroze.

3 Svahové pochody Základní typologie svahových pochodů, příčiny a důsledky. Svahové pochody porušující stabilitu svahů - podmiňující přírodní i antropogenní faktory. Rychlost svahových pochodů. Opatření zabezpečující stabilitu svahů. Antropogenní ovlivnění přírodních pochodů Ovlivňování endogenních a exogenních pochodů: urychlení procesů zvětrávání, svahových pochodů, fluviálních, kryogenních pochodů a eolických pochodů. Přehled přírodnp rodních katastrof v posledních letech Přehled největších přírodních katastrof za posledních 20 let. Mezinárodní zodpovědnost, strategie na omezení rizik katastrof. Mezinárodní strategie na omezení katastrof.

4 I. Extrémn mní hydrologické jevy Povodně Zaplavení pobřežních oblastí Tsunami

5 Povodeň Povodeň výrazné zvýšení hladiny řeky způsobené náhlým zvětšením průtoku nebo zmenšením průtočnosti koryta Průběh povodně = výsledek odtoku vody z povodí + postupu vody v korytě nebo inundačním území!!! vliv má charakter říční sítě!!! negativní vliv: antropogenního ovlivnění - regulace vodních toků - napřímení = zrychlení odtoku - zpevnění koryta (skalní bloky, vyzdění) = snížení infiltrační plochy - zastavění inundačního území - výstavba vodních nádrží riziko protržení hráze

6 Nepříznivý tvar povodí (uspořádání říční sítě) Kritický soutok

7 Typy povodní Podle příčin (vzniku): z dešťů z tání sněhové pokrývky z tání ledovců a sněhu nad sněžnou čárou přirozeným vzdutím hladiny (ledové bariéry) antropogenní příčiny (protržení hráze)

8 Základní charakteristiky povodní Tvar povodně - lze vyjádřit hodnotami průtoků (nebo vodních stavů) - Určují: počátek = pata povodňové vlny vrcholení = kulminační průtok (Q max) ukončení = rychlý pokles průtoků přechod v minimální výkyvy Doba trvání povodně směrem po toku se často zvětšuje Objem povodně = celkové množství vody, které odteče v určitém profilu za dobu trvání povodně

9 Rychlost průběhu povodňových ových vln - určuje se z doby, za kterou povodeň proběhne mezi 2 vodoměrnými stanicemi - doba se určí z rozdílu mezi časem kulminačního průtoku v obou stanicích

10 Stoletá povodeň (voda) je taková povodeň, jejíž kulminační průtok je v dlouhodobém průměru dosažen nebo překročen jedenkrát za 100 let. Jde o statistickou charakteristiku, nikoli predikční. neplatí lineární úměra mezi jednotlivými hodnotami N-N letých vod. v Praze jsou hodnoty N-letýchN průtoků na Vltavě ve stanici Praha- Chuchle: průtok překročený v průměru 1 x za rok: Q 1 =765 m 3.s -1 1 x za pět let: Q 5 = 1600 m 3.s -1 1 x za deset let: Q 10 = 2030 m 3.s -1 1 x za padesát let: Q 50 = 3150 m 3.s -1 1 x za sto let, tedy stoletá voda: Q 100 = 3700 m 3.s -1 Maximálnímu průtoku v Praze dne 14. srpna 2002 byla přiřazena doba opakování 500 let.

11 Dlouhodobé příčiny povodní souvisí s neschopností krajiny pojmout nebo zadržet vodu. Při jejich řešení je naprosto nutná spolupráce vodohospodářů, zemědělců a ekologů * ztráta krajiny retenčních schopností, * narovnání toku řek, * likvidace slepých ramen toků, * znečištění koryt řek, * hluboká orba, * zaorání mezí, * neodborná výsadba zemědělských plodin, * odlesňování apod.

12 Historické povodně na Dunaji v souvislosti s táním sněhu v Alpách v souvislosti s intenzivními letními bouřkami. Doposud největší byla povodeň v roce 1501,, kdy průtok dosahoval m 3 /s. Evidované katastrofální povodně byly v letech 1850, 1854, 1897, 1899, 1965 a První stupeň povodňové pohotovosti se na Dunaji vyhlašuje při vodním stavu 650 cm v Bratislavě - Děvíně. Povodeň může trvat od několika dní (3 dni v roku 1991) po několik měsíců (3 měsíce v roce 1965). Historicky zaznamenaný rozdíl maximálních a minimálních úrovní hladiny je: v Bratislavě 10 metrů v Komárně 7 metrů maximální rozkyv hladiny je 3,0 metrů za 24 hodin.

13 Mississippi Některé velké řeky se rozvodňují opakovaně. Jde například o Mississippi v USA. postaveno již km protipovodňových zábran, přesto se řeka i dnes čas od času rozvodní. Nejhorší povodeň za posledních 150 let byla na Mississippi v červnu roku Více než dvě třetiny hrází řeka rozvodněná silnými dešti buď prorazila nebo přes ně přetekla. o život přišlo 50 lidí a jich ztratilo domov. voda pokryla km 2 země.

14 Žlutá řeka Nejhorší záplavy přináší opakovaně Žlutá řeka v Číně Již přes let se proti nim Číňané pokouší bránit stavěním hrází a kopáním kanálů, které by vodu ze záplav odváděly pryč. Záplavy však pokračují dál. Při rozvodnění řeky v roce 1887 zahynulo patrně ke 2 milionům Číňanů. Při záplavách v roce 1931 přišlo o život dokonce lidí V roce 1938 kolem půl milionu.

15 Příčiny povodní v ČR Území ČR - v oblasti mírného klimatického pásu s pravidelným ročním cyklem teplot a srážek mimo dlouhodobých výkyvů jsou krátkodobé změny počasí způsobovány častými přechody atmosférických front, které od sebe oddělují teplejší a studenější vzduchové masy, a jsou většinou doprovázeny srážkami

16 Typy povodní v ČR: zimní a jarní povodně způsobené táním sněhové pokrývky: : nejčastěji se vyskytují na podhorských tocích; letní povodně způsobené dlouhotrvajícími regionálními srážkami: vyskytují se obvykle na všech tocích v zasaženém území (př. povodeň v červenci 1997 v povodí Odry, Moravy a horního Labe); letní povodně způsobené krátkodobými srážkami velké intensity: zasahují poměrně malá území a mohou se vyskytovat kdekoli na malých tocích, katastrofální důsledky mají zejména na sklonitých povodích vějířovitého tvaru (př. povodně na Stěnavě na Broumovsku a horní Metuji v červnu 1979 nebo na Dědině a Bělé na Rychnovsku v červenci 1998); zimní povodňové situace způsobené ledovými jevy na tocích: vyskytují se v místech ke vzniku ledových nápěchů a ledových zácp (př. povodeň na Berounce, Cidlině a Ohři v lednu 1982)

17 Historické povodně v ČR Nejstarší doklady: z přelomu 11. a 12. století od 19. století: v tehdejším Rakousko-Uhersku zřízena síť vodoměrných stanic Nejstarší každodenní měření vodních stavů byla zahájena v roce 1825 na Vltavě v Praze Od té doby byly zaznamenány ničivé povodně v roce 1845, 1862 a 1890 na dolním toku Vltavy. Mimořádnou událostí byly intenzivní srážky z května 1872 v povodí Lužické Nisy a Jizery: 29. července 1897 na Nové Louce v Jizerských horách: srážkový rekord:345 mm srážek za 24 hodin 1954 na Vltavě 2002 povodí Vltavy a Labe

18 Extrémní hydrologické jevy v ČR Červenec 1997 Červenec 1998 Březen 2000 Červenec 2001 Srpen 2002 povodí max Q (m 3 /s) škody (mld Kč) počet obětí Morava, Odra, Labe ,6 60 Metuje, Bělá, Zdobnice, Dědina 270 1,8 10 Labe, Orlice, Jizera 350 3,8 2 Labe, Doubrava - 1,0 0 Vltava, Labe, Dyje ,0 16

19 Povodeň v červenci vlny intenzivních srážek: (srážková centra v oblasti Beskyd a Jeseníků a podružné centrum v Krkonoších) a (srážkové centrum na hřebenech Krkonoš) zcela mimořádný je velký plošný rozsah extrémních srážek na severní Moravě ( ): na plochu přibližně km 2 spadlo 2,3 km 3 vody jednodenní úhrny srážek: : více než 100 mm (50 stanic); nejvyšší 289 mm ( , Studniční hora v Krkonoších; 226 mm ); Beskydy: Lysá hora: 234 mm, Šance: 230 mm, Frenštát pod Radhoštěm: 206 mm); Jeseníky: Rejvíz: : 214 mm, Vidly: : 199 mm

20 dvoudenní úhrny: : více než 300 mm ) v severní části Hrubého Jeseníku: Rejvíz: : 359 mm, Jeseník: 356 mm, Vidly: : 349 mm, Beskydy: Lysá hora: 339 mm, Šance: 329 mm, Kralický Sněžník (324 mm) Studniční hora v Krkonoších ( : 368 mm) nejvyšší měsíční úhrn: Lysá hora (812 mm) vydatné srážky na značné ploše a relativně dlouhé trvání vedly k nepříznivému střetávání povodňových vln na soutocích (např. Moravy a Bečvy)

21 Povodeň na Rychnovsku v červenci 1998 od 13. do období prakticky bez srážek (od pozdních odpoledních hodin do časných ranních hodin) intenzivní bouřková činnost doprovázená intenzivními srážkami: Deštné v Orlických horách (204 mm; maximální intenzita srážek 60 mm/hodinu); Bílý Újezd-Hroška (196 mm); Běleč nad Orlicí (163 mm) nejvíce zasažená povodí: celé povodí Dědiny, horní a střední část povodí Bělé, horní část povodí Divoké Orlice, povodí Orlice a střední a dolní část povodí Metuje

22

23

24

25

26

27 Povodeň srpen vlna srážek: nejvyšší srážkové úhrny v jižní části Šumavy a Novohradských hor mm, extrémně: mm 2.vlna srážek: zasaženy celé Čechy (včetně Orlických hor) a severní Morava; největší srážkové úhrny (za 3 dny): Krušné hory mm (Cínovec: 400 mm), Jižní Čechy mm (Prachatice 200 mm)

28 Protipovodňová opatření Regulace odtoku Výstavba ochranných hrází Zalesnění horních částí povodí Obnova přirozeného režimu vodních toků Minimalizace zástavby v inundačních územích Výstavba umělých poldrů Systém předpovědní a povodňové služby Systém právních norem a opatření (povodňové plány, manipulační řády vodních děl, předpovědní služby

29 Stupně povodňové aktivity Stav bdělosti Stav pohotovosti Stav ohrožení

30 Záplavy způsobené mořskou vodou vysoké přílivové vlny mohou způsobit bouře - z mohutných bouřkových mraků intenzivně prší a větry u hladiny oceánu vzdouvají na zadní straně bouře vysoké vlny - velmi nízký tlak dočasně zvýší hladinu moře (až o 8 metrů) bouřková vlna způsobuje záplavy záplavy způsobené vysokým přílivemp nebo vlnami tsunami okamžité následky (jako u říčních záplav) dlouhodobé následky slaná voda způsobuje, že půda ještě několik let není vhodná k pěstování plodin.

31 Tsunami obrovské ničivé mořské vlny, vyvolané většinou podmořskými zemětřeseními, mohutnými sesuvy půdy a výbuchy podmořských sopek, které posunou část oceánského dna (kerný( pohyb) jsou charakteristické velkou rychlostí až 950 km/h, délkou km a nepravidelnou periodicitou v intervalu od 5 minut do několika hodin. Na hlubokých vodách volného moře - nevýrazné! ničiv ivé jsou na pobřeží a v zátokách - zvedají se jako mohutná vodní stěna 30 až 60 metrů vysoká devastuje přímořské pásmo.

32

33 původ - z japonštiny, tsoo NAH - mee = velká zálivová vlna, zemětřesné vlny, dnes zvláště nebezpečný druh vln dlouhé vlny katastrofického rázu vzniklé tektonickými pohyby na dně moří, vertikálním posuvem litosférických desek okolo podmořského zlomu, podmořským sesuvem dna, sesuvem části pobřeží do moře, sopečnou erupcí nebo pádem meteoritu do moře nejčastěji podmořským zemětřesení a sopečnou činností, které jsou doprovázeny právě ničivými vlnami pustošícími pobřeží vznik v ohniscích zemětřesení, šíří se zemským povrchem do všech stran hranice mezi zemětřesením a tsunami jen těžko rozpoznatelná, škody a ztráty na lidských životech velmi znatelné

34 Obecné schéma konvergentního okraje litosférických desek, na němž ž dochází k subdukci (podsouvání) oceánské desky pod desku kontinentální (příkladem takovéhoto typu konvergentního okraje je právě subdukce Indoaustralské desky pod Indonésii). Bílé šipky znázorňují směr pohybu desek, černé č body ohniska zemětřesení vyvolaných tímto procesem. Archiv GFÚ AV ČR

35 Vznik a vývoj Příčiny tsunami jsou sice známy, ale podmínky vývoje zůstávají stále nejasné. Ze záznamů vyplývá, že tsunami vzniká v průměru jen v jednom ze dvaceti případů tektonické činnosti. uvolní se obrovská energie, která vyvolá velký tlak na vodu zdola,, vlny se šíří zemským tělesem do všech stran, a tím vzniká ničivá vlna na moři má již velikost normální vlny, která nepřesahuje metr výšky, do pohybu se dostává celá vodní masa od hladiny až po dno na břehu vidíme spíše než vodní stěnu, náhlou záplavu, vlna se zvedá do výšky až při změně rovnosti dna, tj. u pobřeží, zvyšuje se naběhnutím na mělký šelf a mění se v pohybující stěnu, která se zvyšuje při kontaktu s mělkými zálivy a ústími řek, následně vlna zpomalí a žene se na pevninu

36 tsunami vznikají i podmořským zemětřesením důsledek je stejný jako u tektonické činnosti - voda se rozvlní a vlny putují od centra vzruchu na všechny strany - při velkých explozích vznik kalder,, často se vyplňují vodou a vzniká opět dlouhá a vysoká vlna třetí způsob vzniku pobřežní sesuvy - na mořském dně sklouzne povrchově usazený sediment a rozhýbe vodní hladinu - nebývají obvyklé - malé ničivé účinky

37 Šestistupňová škála britského seismologa Ambraseyse: I. tsunami velmi slabá - pouhým okem ji nespatříme, je znatelná pouze na mareografu (přístroj měřící výšku mořské hladiny) II. tsunami slabá - může zaplavit ploché přímoří, zpozorují ji jen lidé, co znají dobře mořskou hladinu III. středně silná vlna - je pozorovatelná všemi, ploché přímoří je zaplaveno, způsobuje zanesení lehkých lodí na břeh, v nálevkovitých ústí řek je proud dočasně obrácen k pevnině, způsobuje menší škody na přístavním zařízení

38 IV. silná tsunami - přímoří je celé zaplaveno, umělé pobřežní konstrukce jsou poškozeny, velké plachetnice a malé motorové čluny jsou vrženy na břeh a následně zpět na moře, přímoří je zamořeno úlomky a odpadky V. velmi silná tsunami - přímoří je zaplaveno, vlnolamy a mola jsou těžce poškozena, na břeh jsou vrženy i větší lodě, škody se objevují i hluboko ve vnitrozemí, vše je zaneseno úlomky, v ústích řek jsou velké bouřlivé přílivy, oběti na životech VI. vlna tohoto stupně je katastrofální - zcela ničí pobřeží a přímořské oblasti, pevnina je zaplavena do značné hloubky, i největší lodě jsou poškozeny, mnoho obětí na životech

39 Fyzika tsunami Rychlost šíření tsunami závisí na teplotě a tlaku prostředí, ale i na jeho minerálních vlastnostech v horninách na zemském povrchu se pohybuje od 2,5 3,5 km/s, u sedimentárních hornin od 5,5 6,5 km/s (granity), do 8,2 8,5 km/s (ultrabazické( horniny) v místě největších zemětřesení (hloubka 700 km) se pohybují okolo 10,8 km/s, s rostoucí hloubkou se jejich rychlost zvětšuje, ve spodním plášti (v hloubce 2900 km) je jejich rychlost 13,7 km/s a ve středu Země 11,2 km/s vlny dosahují délky okolo km a výšky jen několik dm až 1 metru (60-90 cm) energie tsunami je konstantní, závisí na její rychlosti a čtverci výšky; když vlna dorazí k pobřeží, její výška roste a rychlost klesá vlnová délka tsunami je velká, v řádu stovek km,, což určuje její chování, na širém oceánu se tak chová jako na mělké vodě

40 rychlost vlny je obecně v mělkých vodách určena vztahem g. D g = tíhovt hové zrychlení D = hloubka tsunami získá na hlubokém moři rychlost až 700 km h - 1, u pobřeží se ale vlna značně zpomalí, zatímco na hlubokém moři je tsunami těžko pozorovatelná (obvykle má výšku v cm až desítkách cm), u pobřeží nahromaděná energie zvedá vlnu až do výšky 30 metrů a více díky velmi dlouhé vlnové délce může na hlubokém moři tsunami putovat tisíce kilometrů bez větších ztrát energie

41 Účinky tsunami Vlny se šíří z různých podnětů, na různých místech, s rozdílnými charakteristikami: I. před příchodem hlavní vlny silný vítr nebo pobřeží zaplaveno menší vlnou, až později naráží na pobřeží hlavní vlna (podoba stěny), výška roste II. vlna může být jedna, zpravidla více III. vlny mají obrovskou sílu (trhají skály, přináší těžké předměty na pobřeží,

42 Ochrana před tsunami varovná služba Honolulu (Havaj), 31 stanic, 50 mareografů doba mezi zemětřesením a příchodem vlny krátká varování okamžité, záchranné práce bleskové o původu tsunami mnoho nejasného, proto mezinárodní služba vydává varování při každém silnějším zemětřesení, i když vlna nevznikne stinné stránky ztráty na životech

43 Stanice monitorující tsunami pracují v Tichém oceánu již od roku 1949 mohou před nimi včas varovat, ale před jejich ničivou vlnou neexistuje jiná obrana než evakuace.

44 Výskyt dna hlubokomořských příkopů Tichého oceánu (Aleutský, Kurilsko Kamčatský, Peruánsko Čilský) průběh celým oceánem, pustošení vzdálených míst (četnost jednou za 15 let) intenzita v Evropě nižší než na pacifických pobřežích (Egejské, Jónské, Severní, vyj. Jaderské moře a západní Středomoří) Hloubkové rozložení ohnisek zemětřesení v řezu vedeném přes vulkán Krakatau.. Ohniska zemětřesení, soustředěna ve sloupci pod vulkánem, jsou označena červeně.

45 Přehled historicky významných vln tsunami Santorin (Řecko, 1400 př. n. l. ) - vyvoláno sopečnou erupcí, několik tisíc obětí (pravděpodobně zánik mykénské kultury) Kamčatka, Kurilské ostrovy, Sachalin (1737) - zemětřesení v Aleutském příkopu, výška vlny m, rychlost až 700 km/h, stovky mrtvých Lisabon (1755) - zemětřesení na Azorsko-gibraltarském hřbetu, zaplavena část Lisabonu, výška vlny 15 m, obětí Japonsko (1854)( - zemětřesení v Japonském příkopu, vlna 9 m vysoká, za 12,5 hodin proběhla Pacifikem a ještě v San Francisku byla zaznamenána jako půlmetrová

46 Bengálský záliv (1872) - výška vlny 20 m, mrtvých Krakatoa ( ) - sopečný výbuch, výška vlny m, zaplavena část Jávy a Sumatry, rychlost vlny 200 km/h, vlna zaznamenána ještě km od místa vzniku, zahynulo lidí Japonsko ( ) - Sanriku -zemětřesení v Japonském příkopu, vlna 15 m vysoká, mrtvých Sicílie, Mesina (1908) -zemětřesení v Messinském příkopu, intenzita XII., vlna 10 m vysoká, mrtvých

47 1937: Japonsko,Sanriku - zemětřesení v Japonském příkopu, 8 m vysoká vlna, 2986 mrtvých 1944: - Japonsko, Ronankai - zemětřesení v Japonském příkopu, 10 m vysoká vlna 1946: Havaj - zemětřesení v Aleutském příkopu, výška vlny 10 m, rychlost v oceánu 700 km/h, 156 mrtvých 1952: Kamčatka, Kurily, Japonsko - zemětřesení v Aleutském příkopu, výška vlny m, rychlost 500 km/h, stovky mrtvých Aljaška - zemětřesení v Aleutském příkopu, výška vlny m, rychlost nad 700 km/h, desítky mrtvých

48 Silné zemětřesení o síle 9,6 stupně Richterovy škály v Chile vyvolalo tsunami,, která způsobila rozsáhlé škody na Havaji a zasáhla i km vzdálené Japonsko, kde zabila stovky lidí Kolumbie - zemětřesení na pacifickém pobřeží, 5 m vysoká vlna, 125 mrtvých

49 Významné tsunami v posledních 20 letech 1983: Japonsko (západní) zemětřesení, 104 mrtvých Okuširi,, Japonsko zemětřesení, 30 m vysoká, město Aonae zničeno, přes 200 obětí Papua,, Nová Guinea - sopečné zemětřesení, 12,5 m vysoká vlna, mrtvých katastrofa 26. prosince 2004: : postihla jihovýchodní Asii, kde zahynulo nejméně lidí (odhady až 300 tisíc) příčina: podmořské zemětřesení o síle 8,9 stupňů severního cípu ostrova Sumatra

50 Jak přežít tsunami? Pokud zjistíte, že nastalo silné zemětřesení, buďte připravení na možné varování před tsunami a na rychlý útěk z pobřežní oblasti na vyvýšené místo. Všechna tsunami mohou být nebezpečná a ničivá. Blížící se tsunami je někdy ohlašováno rychlým vzestupem nebo poklesem mořské hladiny. Toto varování přírody se nevyplácí ignorovat. Lodě musí ihned odplout na hlubokou vodu.