Невидимый конфликт
Шрифт:
Гарантией безопасности являются надежность и качество исполнения гидротехнических сооружений — стен водохранилищ, дамб, шлюзов, резервуаров. В течение всего срока эксплуатации они подвергаются огромному гидростатическому давлению. Известно, что каждый метр глубины увеличивает давление воды на одну тонну. В связи с этим нижняя часть стены водоема глубиной 10 м испытывает нагрузку в 10 т/м2, а давление воды на нижнюю часть стены водоема глубиной 40 м составляет 40 т/м2. С такими огромными нагрузками конструктор имеет дело в случае строительства гидротехнических сооружений. Разумеется, величине нагрузок соответствуют и масштабы самих сооружений, которые должны сдерживать столь грозную силу.
Но сколь трагичными оказываются последствия, если эти сооружения не оправдывают надежд, которые на них возлагаются! Мы остановимся лишь на одном из таких случаев. Он произошел в середине прошлого века в США.
Вблизи города Джонстауна в Пенсильвании было построено большое водохранилище (емкостью 20 млн. м3 воды) на р. Саут Форк. Насыпная земляная плотина имела длину 248 м и ширину в основании 61 м. В мае вследствие проливных дождей уровень воды в водоеме начал угрожающе повышаться, а водосбросные сооружения «подвели». Были приняты срочные меры по отводу излишней воды, но они не дали желаемых результатов. Вода стала переливаться через гребень плотины потоком шириной 90 м и постепенно ее размыла. Произошел прорыв плотины на значительном участке, и вода окончательно пробила себе дорогу. Через 45 мин перед глазами изумленных очевидцев появилось илистое дно водохранилища.
Долина реки перед плотиной имела сильный наклон к Джонстауну. По ней со скоростью гоночного автомобиля устремился мощный поток, высота фронтальной волны которого достигала 12 м. Все, что встречалось на его пути, уничтожалось до основания. Погибло около 2,5 тыс. человек. В локомотивном депо, находившемся в 5 км от места катастрофы, 16 шестидесятитонных паровозов были, подобно игрушкам, разбросаны в радиусе полукилометра.
Само по себе гидростатическое давление может довольно надежно «восприниматься» и сдерживаться. Ведь оно представляет собой такую нагрузку, которая наиболее просто и точно рассчитывается и, следовательно, позволяет обеспечить надежность конструкции гидротехнического сооружения. Опасность была бы действительно весьма незначительной, если бы не существовало целого ряда «подрывных» механических и физических процессов, происходящих в основании стен и в самих стенах и медленно, но верно подготавливающих условия для невозможной, на первый взгляд, катастрофы. Столь же негативную роль играет неисправность предохранительных сооружений или, что бывает гораздо реже, неправильная эксплуатация сооружений.
В поле земной гравитации внушительной нагрузкой является и сама масса земли. Иногда она в буквальном смысле слова не может удержаться, и тогда происходят обвалы и оползни.
Все стены подвальных этажей зданий, помимо всего прочего, должны сдерживать давление грунта, в котором они находятся. В отличие от воды грунты обладают значительным внутренним трением и сильной когезией (сцеплением между частицами), поэтому давление грунта, как правило, меньше давления воды. Грунт может удерживаться на откосах, а вода нет. Но это возможно лишь до известного предела, зависящего от качества самого грунта и от внешней нагрузки, которая может появиться в области откоса. В определенный момент внутреннее равновесие нарушается и массив может обрушиться.
От неприятных последствий защищают различные подпорные сооружения — обязательный элемент укрепления склонов при строительстве дорог в горных местностях, при вертикальной планировке на уклоне, в подвальных и подземных помещениях зданий. От правильного определения давления грунта, которое часто является основной нагрузкой, зависит, удержатся ли на месте опасные земляные массы.
ТЕЛЕГРАФНЫЕ АГЕНСТВА СООБЩАЮТ…
«РАНГУН. Не менее 253 человек погибло во время циклона, который на прошлой неделе опустошил дельту реки Иравади в Бирме. Циклон, пронесшийся над районом 7—8 мая со скоростью 140 км/ч, разрушил 123 тысячи жилищ, уничтожил 6 тысяч голов скота и потопил 50 речных судов. Нанесенный ущерб исчисляется более чем 60 млн. долларов» (ТАСС).
«МАНИЛА. 800 человек погибли от тропического урагана «Лола», который промчался над шестью южными и центральными провинциями Филиппин. В провинции Суригао 5 тысяч человек остались без крова» (Рейтер).
«ТОКИО. Тайфун «Филис», сильнейший из обрушивавшихся до сих пор на Японию, явился причиной гибели 60 человек, еще 146 человек были ранены, а 12 бесследно исчезли. Тайфун пронесся над юго-западной частью Японии, разрушив 1124 дома. Десятки тысяч зданий затоплены. Сильно пострадали посевы и сельскохозяйственные постройки» (БТА).
«ВАШИНГТОН. Американский президент Джералд Форд объявил районом бедствия штат Арканзас, пострадавший от ураганов и наводнения. Разбушевавшаяся стихия нанесла значительный материальный ущерб. Разрушены здания, мосты и дороги, частично выведены из строя электростанции, обслуживающие 22 населенных пункта» (БТА).
«НЬЮ-ЙОРК. Полуразрушенные здания, сорванные крыши, выбитые окна, вырванные с корнем деревья и поврежденные электропровода — вот следы урагана, бушевавшего над центральной частью Алабамы. Девяносто человек ранены и один убит. Значительный ущерб причинен и соседнему штату Джорджия» (БТА).
Даты в приведенных выше сообщениях умышленно опущены. Они просто излишни. Подобные сообщения поступают чуть ли не ежедневно, и мы уже привыкли к драматизму, скрытому в их сухих строчках. Но стоит задуматься о бедствиях, которые за ними стоят, об ужасных бедствиях…
21 сентября 1974 г. из Нью-Йорка были получены первые сообщения об урагане «Фифи», позднее названном «ураганом века». В последующие дни сообщения о нем не сходили со страниц мировой печати. Он пронесся над Никарагуа, Гондурасом, Сальвадором, Гватемалой, северо-восточной частью Мексики. Согласно официальным данным, масштабы ущерба, причиненного этим ураганом, достигали миллиарда долларов.
Было подсчитано, что понадобится около пяти лет, прежде чем экономика этих стран оправится от последствий урагана. Насчитывалось около 9 тыс. погибших, 15 тыс. человек бесследно исчезли.
Несколько месяцев спустя над австралийским городом Дарвином пронесся циклон «Трейси».
По масштабам разрушений — около 90% всех зданий в городе — двигавшиеся со скоростью 200 км/ч ветры напоминали массированную бомбардировку. По непосредственному воздействию на здания и сооружения «Трейси» — наиболее опустошительный циклон последних лет. Во всяком случае, немногие города Европы во время второй мировой войны подвергались сразу столь сильному разрушению.
Однако не должно складываться впечатление, что опустошительные ветры «запатентованы» лишь в тропиках. В странах умеренного пояса периодически бушуют ураганы, которые по силе часто соперничают с тропическими.
«БЕРЛИН. Ураганные ветры, скорость которых достигала 125 км/ч, пронеслись над Берлином и другими районами ГДР. Пострадали крыши промышленных объектов и жилых зданий, вырваны с корнем деревья, а местами и телеграфные столбы. На некоторых автомагистралях было остановлено движение транспортных средств» (БТА).
«ВАРШАВА. За последние сутки погода в Польше резко изменилась. Дуют сильные ветры и идут проливные дожди. Ветер разорвал несколько магистральных линий электропередачи, разрушил крыши на ряде хозяйственных построек. Настоящие летние бури разыгрались в Люблине, Кракове и в районе Варшавы» (ПАП).
«БЕЛГРАД. Над северо-восточными и центральными районами Югославии пронесся сильный ураган. Скорость ветра местами достигала 140—150 км/ч. Разрушены магистральные линии электропередачи, прервано телефонное сообщение. В Белграде на несколько часов было приостановлено движение городского транспорта. В Нови-Саде ураган срывал крыши с домов с корнем вырывал деревья. Нанесен большой ущерб посевам зерновых. На внеочередной сессии правительственных органов Сербии обсуждались меры по оказанию помощи пострадавшим. Части югославской народной армии, милиции и граждане страны ликвидируют последствия урагана» (БТА).
«РИМ. Над Генуей и ее окрестностями пронесся ураган. Ветер, скорость которого достигла 100 км/ч, сносил крыши, вырывал с корнем деревья. Нарушено снабжение электроэнергией. Ущерб, причиненный ураганом, оценивается в несколько сот миллионов лир» (БТА).
«НЬЮ-ЙОРК. Сегодня ураган «Бел», движущийся со скоростью 175 км/ч, пронесся над самой густонаселенной частью нью-йоркского пригорода Лонг-Айленд. Были снесены крыши, вырваны с корнем деревья, порваны электрокабели. Более 60 тыс. квартир осталось без освещения» (БТА).
Как рождаются ветры? Древние греки, например, считали, что их вызывают морские волны. Но в действительности происходит скорее наоборот.
Вообще говоря, речь идет об атмосферной циркуляции, о глобальном и постоянном движении воздушных масс, из которых человек может непосредственно воспринимать лишь те, что находятся на нижнем уровне «многоэтажной атмосферы» Земли. Реально планета получает около половины поступающей на внешнюю границу земной атмосферы солнечной энергии в виде прямой и рассеянной радиации, а вторая половина отражается в пространство. Три четверти этой получаемой энергии уходит на согревание земной поверхности, а одна четверть остается в атмосфере. И именно эта четверть является «виновником» мощных движений воздуха, которые называются атмосферной циркуляцией.
С другой стороны, океаны в тропиках расходуют тепло, которое поступает в атмосферу, на испарение воды со своей поверхности. В конечном счете в области экватора концентрируется огромное количество тепла, которое, не распространяясь к высоким широтам, угрожает экваториальной и тропической зонам исполинским тепловым ударом. Роль фактора, обеспечивающего выравнивание температур, играют в основном воздушные течения. Более чем половиной получаемого тепла высокие широты обязаны атмосферной циркуляции.
Происходит это приблизительно следующим образом: с севера к экватору течет холодный и тяжелый воздух, который, достигая низких широт, нагревается и поднимается вверх, после чего снова поворачивает на север. Так формируются два потока — один над другим, образуя нечто вроде клетки (известной под названием «клетка Хадли»). Следовало бы ожидать, что эта клетка замкнется где-то в области полюса. Однако она не замыкается, а распадается в зоне умеренных широт. Причиной этого оказываются динамические силы, возникающие при вращении Земли и возрастающие к сороковой параллели. В умеренных широтах постоянно происходит струйное течение, которое, будучи достаточно извилистым, в общем направлено с запада на восток.