10.2. Чрезвычайные ситуации природного характера

Под опасным природным явлением понимается стихийное событие природного происхождения, которое по своей интенсивности, масштабу распространения и продолжительности может вызвать отрицательные последствия для жизнедеятельности людей, экономики и природной среды.

Стихийное бедствие – катастрофическое природное явление, которое может вызвать многочисленные человеческие жертвы, значительный материальный ущерб и другие тяжелые последствия.

К ЧС природного характера относятся следующие опасные явления и процессы; геологические, метеорологические, гидрологические, природные пожары.

На территории России происходят более 30 видов ЧС природного характера.

Наиболее опасными ЧС природного характера являются: землетрясения, оползни, сели, извержения вулканов, наводнения, пожары.

10.2.1. Стихийные бедствия геофизического и геологического характера

Стихийные бедствия, связанные с геологическими природными явлениями, подразделяются на бедствия, вызванные землетрясениями, извержениями вулканов, оползнями, селями, снежными лавинами, обвалами.

Землетрясения

С огласно ГОСТ Р.22.0.03-95 подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в результате внезапных смещений и разрывов в земной коре или в верхней части мантии Земли и передающиеся на большие расстояния в виде упругих колебаний, называют землетрясением.

Область возникновения подземного удара является очагом землетрясения, в пределах которого происходит процесс высвобождения накопившейся энергии. В центре очага условно выделяется точка, именуемая гипоцентром.

Проекция этой точки на поверхность земли называется эпицентром. В период землетрясения от гипоцентра во все стороны распространяются упругие продольные (3-8 км/ч) и поперечные волны (2-5 км/ч).

Основными характеристиками землетрясений являются:

1. Глубина очага землетрясения.

2. Интенсивность энергии на поверхности земли.

3. Магнитуда.

Глубина очага делит землетрясения:

• нормальные (0-70) км.

• промежуточные (70-300)км.

• глубокофокусные (300-700)км.

Причины землетрясений. Планета Земля представляет по форме трехосный эллипсоид со средним радиусом 6371 км и состоит из нескольких различных по составу и физическим свойствам оболочек-геосфер. В центре Земли находится ядро, за ним следует мантия, затем земная кора, гидросфера и атмосфера. Мантия Земли делится на верхнюю толщиной около 900 км. и нижнюю – около 2000 км. Верхняя мантия вместе с земной корой образуют литосферу. Именно в мантии происходят тектонические процессы, вызывающие землетрясения.

Поверхность земной коры делится на несколько огромных частей, которые назы­ваются тектоническими плитами. Их несколько: североамериканская, евроази­атская, африканская, тихоокеанская, атлантическая, южноамериканская. Текто­нические плиты находятся в непрерывном движении, скорость которого составляет не более нескольких сантиметров в год. Согласно теории тектонических плит, землетрясения являются результатом столкновения этих плит и сопровождаются изменениями поверхности Земли в виде складок, трещин и т. п., которые могут быть очень длинными (до нескольких тысяч километров).

Интенсивность землетрясений на поверхности земли измеряют в баллах. В нашей стране принята международная шкала МКС-64 (шкала Медведева, Шпонхойера, Карника).

Шкала МСК-64 (Таблица 10.2.1.) подразделяет землетрясения по силе толчков на поверхности земли на 12 баллов.

Таблица 10.2.1.

Классификация землетрясений по интенсивности колебаний грунта на поверхности земли

Балл	Наименование землетрясения	Краткая характеристика
1	Незаметное	Фиксируется только сейсмическими приборами
2	Очень слабое	Ощущаются людьми, находящимися в состоянии полного покоя.
3	Слабое	Ощущается лишь частью населения.
4	Умеренное	Легкое дребезжание и колебание предметов посуды, стекол, скрип дверей.
5	Довольно сильное	Сотрясение зданий, колебания мебели, трещины в стеклах и штукатурке.
6	Сильное	Ощущается всеми. Падают со стен картины, откалываются куски штукатурки, трескаются стены, легко повреждаются здания.
7	Очень сильное	Трещины в стенах каменных домов.
8	Разрушительное	Дома сильно повреждаются, частично обрушиваются. Памятники сдвигаются с места.
9	Опустошительное	Сильное повреждение и разрушение каменных домов.
10	Уничтожающее	Разрушение каменных построек. Искривление ж.д. рельсов. Оползни, обвалы, трещины.
11	Катастрофа	Каменные дома совершенно разрушаются. Оползни, обвалы, широкие трещины в земле.
12	Сильная катастрофа	Ни одно сооружение не выдерживает. Огромные трещины в земле. Многочисленные оползни и обвалы. Возникновение водопадов, подпруд на озерах, изменение течения рек.

В 1935 г. профессор Калифорнийского университета Ч. Рихтер предложил оценивать энергию землетрясений магнитудой (от лат. magnitudo – величина).

Шкала Рихтера – сейсмическая шкала магнитуд, основанная на оценке энергии сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Магнитуда самых сильных землетрясений по шкале Рихтера не превышает 9.

Магнитуда землетрясений – условная величина, характеризующая общую энергию упругих колебаний, вызванных землетрясением. Магнитуда пропорциональна логарифму энергии землетрясений и позволяет сравнивать источники колебаний по их энергии.

За эталон принята такая энергия при которой на расстоянии 100 км от эпицентра стрелка сейсмографа отклоняется на 1 мкм.

Значение магнитуды землетрясений определяется из наблюдений на сейсмических станциях. Колебания грунта, возникающие при землетрясениях, регистрируются специальными приборами – сейсмографами.

Землетрясения происходят в виде серии толчков, которые включают форшоки, главный толчок и афтершоки. Число толчков и промежутки времени между ними могут быть самыми различными. Главный толчок характеризуется наибольшей силой. Продолжительность главного толчка обычно несколько секунд, но субъективно людьми толчок воспринимается как очень длительный. Согласно данным психиатров и психологов афтершоки иногда производят более тяжелое психическое воздействие, чем главный толчок. У людей под воздействием афтершоков возникало ощущение неотвратимости беды, и они, скованные страхом, бездействовали вместо того, чтобы искать безопасное место и защищаться.

Сейсмический пояс России проходит практически по всей стране от Кавказа до Камчатки. Это 40 % ее территории, где проживает свыше 20 млн. человек.

Наиболее вероятные районы землетрясений интенсивностью 6 и более баллов (шкала МКС-64) в Российской Федерации: Восточная Сибирь, Якутия, Алтай, Камчатка, территория Приморского края, Чукотка, Сахалин, Курильские острова.

Санкт-Петербург находится в зоне геологических разломов. Под ним сходятся две мощные литосферные плиты – Балтийский щит и Русская плита. Граница между ними называется Балтийским рифтом. Примерно одна десятая города находится над разломами. Разломы проходят и под Балтийским морем.

Защита от землетрясений. Поражающими факторами землетрясения являются, прежде всего, механические воздействия колебаний земной поверхности и трещины. Однако следует отметить, что во время землетрясений очень редко причиной человеческих жертв бывает движение почвы само по себе. Главными причинами несчастных случаев и ги­бели людей являются вторичные факторы землетрясения: разрушения, затопления, осыпание битых стекол, падение разорванных электропроводов, взрывы и пожары, связанные с утечкой газа из поврежденных труб, а также неконтролируемые действия людей, вызванные испугом и паникой.

Некоторые вторичные факторы землетрясения сами по себе представляют чрез­вычайные ситуации, к ним относятся: лавины, оползни, обвалы, цунами и др.

Многочисленные человеческие жертвы при землетрясении являются следствием разрушения зданий, когда рушатся стены, перекрытия, падают кирпичи, дымовые трубы, лепные украшения, балконы, осветительные установки. Опасны летящие с верхних этажей стекла, порванные электропровода на проезжей части улиц и просто тяжелые предметы в помещениях. Как правило, землетрясения сопровождаются пожарами, вызванными утечкой газа из поврежденных труб, замыканием электролиний. Все это усугубляется отсутствием воды, так как разрываются водопроводные линии. Опасны также неконтролируемые действия людей, охваченных паникой.

Уменьшить количество травм и число погибших можно, если заранее продумать правила поведения в экстремальных ситуациях. Например, необходимо точно определить последовательность действий во время землетрясения в самых обычных условиях — дома, на работе, в общественных местах, на улице.

Инженерно-технические мероприятия. Сейсмостойкое строительство и ограничение строительства потенциально опасных объектов в сейсмоопасных районах.

В соответствии со строительными нормами и правилами (СНиП), в зонах возможных землетрясений силой до 7 баллов специальных мер по повышению сейсмостойкости зданий не требуется; в зонах 7 - 9-балльных - осуществляется сейсмостойкое строительство и в зонах возможных землетрясений силой более 9 баллов строительство не рекомендуется.

Целью сейсмостойкого строительства является сведение к минимуму повреждений зданий и количества жертв. При этом уровень устойчивости построек определяется исходя из экономических возможностей. Прочность наиболее важных объектов: больниц, пожарных депо, зданий спасательных служб и т. д. - должна обеспечивать их функционирование и после землетрясения. Для прочих зданий при землетрясениях с магнитудой (М) 5,5 - 7,0 допускаются некоторые повреждения при сохранении целесообразности и последующего ремонта. При сильных землетрясениях (М>7,0) здания должны сохранить жизнь людям и не обрушиться, хотя к последующему использованию они и не будут более пригодны.

Особое внимание должно уделяться исключению строительства потенциально опасных (особенно ядерно- и химически опасных) объектов в зонах 10 - 12-балльных землетрясений. Там, где избежать строительства таких объектов в сейсмоопасных зонах невозможно, их устойчивость должна рассчитываться на силу землетрясения, на 1 - 2 балла превышающего ожидаемое в данной зоне.

У силение сейсмостойкости ранее построенных зданий. Наибольшему риску подвергается население, проживающее в домах старой постройки. Поэтому в планах развития инфраструктуры сейсмоопасных районов обязательно предусматриваются меры по наращиванию сейсмостойкости слабых построек.

Районы, расположенные вблизи границ тектонических плит, в наибольшей сте­пени подвержены землетрясениям. Это, прежде всего, Калифорния, Япония, Гре­ция, Турция. К счастью для человечества, основная часть линий раскола земной коры проходит по морям и океанам.

Действия людей при землетрясении. Для того чтобы уменьшить риск во время землетрясения, нужно соблюдать определенные правила поведения.

Основной способ защиты при внезапном землетрясении: с первыми толчками в течение 15-20 секунд покинуть здание и выйти на открытое место. Если обстановка не позволяет это сделать, следует укрыться в наиболее безопасном месте (проем двери в капитальной стене, коридор).

Дома следует:

- ощутив колебания здания, увидев качание светильников, падение предметов, услышав нарастающий гул и звон бьющегося стекла, не поддавайтесь панике (от момента, когда Вы почувствовали первые толчки до опасных для здания колебаний у Вас есть 15-20 секунд);

- прежде чем оставить квартиру или дом, закрыть водопроводные краны, отключить газ и электроэнергию. Закрыть дверь дома;

- по возможности взять с собой документы, предметы первой необходимости и ценности;

- покидая помещение, спускайтесь по лестнице, прижавшись спиной к стене, а не на лифте.

- оказавшись на улице - оставайтесь там, но не стойте вблизи зданий, а перейдите на открытое пространство;

С ЕЛЬ

Сель (ГОСТ 19179-73) – это внезапно формирующийся в горах поток смеси воды, обломков горных пород и грунта, возникающий в бассейнах небольших рек и сухих руслах после интенсивного таяния снега, ливневых осадков, а также прорывов моренных и завальных озер при обвалах, землетрясениях, оползнях.

Селевые потоки зарождаются только в гористой местности и движутся в основном по руслам рек либо по балкам (оврагам), имеющим в верховьях значительный уклон. Кроме того, для возникновения селя требуется совпадение еще трех обя­зательных условий:

- наличие на склонах селевого бассейна достаточного количества легко переме­щаемых продуктов разрушения горных пород (песка, гравия, гальки, неболь­ших камней);

- наличие значительного объема воды для смыва со склонов камней и грунта и их перемещения по руслу;

- достаточная крутизна склонов селевого бассейна и водотока (русла селя) — не менее 10°.

Основными причинами селей являются ливни (85% случаев), интенсивное таяние снега и ледников, прорыв водохранилищ, землетрясение.

Обладая большой массой и высокой скоростью передвижения, сели разрушают здания, дороги, гидротехнические и другие сооружения, выводят из строя линии связи и электропередач, уничтожают сады, заливают пахотные земли, приводят к гибели людей и животных. Все это продолжается 1-3 часа. Время от возникновения селя в горах до момента выхода его в предгорье часто исчисляется 20-30 минутами.

Основным поражающим фактором селевых потоков являются двигающиеся с большой скоростью обломки горных пород. Под их воздействием рушатся здания, гибнут люди. О масштабах, причиняемого селями ущерба, свидетельствуют следующие данные.

1970 г. Перу. Сель, обрушившийся на город Юнгай, явился причиной гибели 18 тыс. человек.

1985 году колумбийский город Амеро был стерт с лица земли мощным селевым потоком. Погибло 22 тыс. человек.

На территории РФ 25 её процентов являются селеопасными (Сев. Кавказ, Читинская обл., республика Тува и др.). Суммарный ущерб от прохождения селей составляет сотни миллионов рублей в год.

Еще больший ущерб причиняют сели Среднеазиатским и Закавказским республикам СНГ. Так, в 1921 году от селя значительно пострадал город Алма-Ата. Было разрушено более двухсот жилых домов и хозяйственных построек, в том числе несколько промышленных предприятий. Погибло более 500 человек. Общая масса камней, принесенных селем в город, составила более трех миллионов тонн; масса отдельных из них достигала 20 тонн.

В России до 20% территории находится в селевых зонах. Опасным склоновым процессам подвержены районы Северного Кавказа, Алтая, Саян, Прибайкалье и Забайкалье, Камчатки и Сахалина.

Особенно активные селевые потоки формируются в Дагестане, а также в районе Новороссийска и на Камчатке.

Непосредственным толчком для возникновения селя могут быть:

- интенсивные и продолжительные ливни;

- быстрое таяние снегов и ледников;

- обрушение в русло рек большого количества грунта;

- прорыв моренных и завальных озер, искусственных водоемов;

- землетрясения и вулканическая деятельность (в сочетании с перечисленны­ми причинами).

В последние годы к «естественным причинам формирования селей добавились техногенные факторы: нарушение правил и норм работы горнодобывающих предприятий; взрывы при прокладке дорог и строительстве других сооружений; неправильное ведение сельскохозяйственных работ, вырубки леса и нарушение почвенно-растительного покрова.

Для борьбы с селями горные склоны укрепляют посадкой леса, особенно в местах зарождения селя, периодически спускают воду с горных водоемов, устраивают противоселевые плотины, дамбы, валы, канавы и т. п. Вдоль русел рек сооружают защитные и подпорные стенки, запруды и другие защитные сооружения. В теплые солнечные дни можно понизить скорость таяния снегов, если устроить дымовые завесы (экраны) с помощью дымовых шашек. Через 15-20 минут по­сле задымления температура приземного слоя воздуха понижается и сток воды уменьшается наполовину.

Воду, скопившуюся в моренных, завальных озерах и селехранилищах, откачивают насосами. Эффективный способ борьбы — улавливание селевых потоков в специальные котлованы, расположенные в руслах рек или в начальной части конуса выноса.

Для своевременной организации защиты населения первостепенное значение имеет четко отлаженная система оповещения и предупреждения. На объектах и в районах, которым угрожают сели, организуется противоселевая служба предупреждения. В ее задачи входит наблюдение за состоянием селевых бассейнов, прогнозирование селей, оповещение о времени их появления. Однако надо учитывать, что в некоторых ситуациях времени до подхода селя остается очень мало и население о грозящей ему опасности может быть предупреждено всего лишь за десятки минут (реже — более чем за 1-2 часа). Основная опасность – огромная кинетическая энергия грязеводных потоков, скорость движения которых может достигать 15 км/ч.

По мощности селевые потоки делят на группы:

• мощные – вынос более 100 тыс. м³. селевой массы;

• средней мощности - от 10 до 100 тыс. м³;

• слабой мощности – менее 10 тыс. м³.

Селевые потоки происходят внезапно, быстро нарастают и продолжаются обычно от 1 до 3 часов, иногда 6-8 часов. Сели прогнозируются по результатам наблюдений за прошлые годы и по метеорологическим прогнозам.

Профилактические мероприятия:

• строительство гидротехнических сооружений (селезадерживающие, селенаправляющие и др.),

• спуск талой воды;

• закрепление растительного слоя на горных склонах, лесопосадочные работы, регулирование рубки леса и др.

В селеопасных районах создаются автоматические системы оповещения о селевой угрозе и разрабатываются мероприятия защиты. При угрозе селя организуется заблаговременная эвакуация населения, сельскохозяйственных животных и имущества из угрожаемых зон в безопасные места.

Оползни

Оползни (ГОСТ Р.22.0.03-95) – смещение масс горных пород по склону под воздействием собственного веса и дополнительной нагрузки вследствие подмыва склона, переувлажнения, сейсмических толчков или иных процессов.

Крупные оползни характеризуются объемом вовлекаемых в процесс горных пород от 100 тыс. до 1 млн. м³. Скорость смещения оползня колеблется от нескольких метров в год до нескольких метров в секунду.

Оползни различают:

• по глубине залегания поверхностного скольжения: поверхностные – до 1 м, мелкие – до 5м., глубокие – до 20м., очень глубокие – свыше 20м;

• по мощности, вовлекаемой в процесс массы горных пород: малые – до 10 тыс. м³, крупные – от 101 до 1000 тыс. м³., очень крупные – свыше 1000 тыс. м³;

• по скорости движения: быстрые, (время развития – сек. или мин.), средней скорости (время развития - мин, часы), медленные (дни, годы).

Оползни формируются, как правило, на участках, сложенных чередующимися водоупорными и водоносными породами грунта. Возникают вследствие нарушения равновесия пород. Когда силы сцепления на поверхности скольжения становятся меньше составляющей силы тяжести, масса начинает движение.

Перемещение участков поверхности часто приводит к катастрофическим последствиям. Могут разрушить населенные пункты, пути сообщения, системы энергоснабжения, мосты, путепроводы, вызвать катастрофические затопления и другие аварии.

Побудителями оползневых процессов являются землетрясения, действующие вулканы, строительные работы и т. д.

Предупреждение и защита:

пассивные мероприятия (охранно-ограничительного вида):

• запрещение строительства, производства взрывных работ, надрезки оползневых склонов;

активные:

• устройство различных инженерных сооружений (подпорных стенок, свайных рядов и др.);

• в опасных местах предусматривается система наблюдения, оповещения населения, проведения службами в случае необходимости аварийно-спасательных и других неотложных работ.

Оползневые районы занимают около 40 % площади страны. В основном это Северный Кавказ, Камчатка, Сахалин, Забайкалье и Поволжье.

С нежные лавины

Снежные лавины также относятся к оползням и возникают, как и другие оползневые смещения. Силы сцепления снега переходят определенную границу, и силы гравитации вызывают скольжение снежных масс по склону. Объем низвергающейся массы снега достигает 0,5-1 млн. м³. Сила удара лавины достигает 60-100 т/м.

Оптимальные условия для возникновения лавин складываются на заснеженных склонах крутизной 30-40 градусов. На таких склонах лавины сходят тогда, когда слой свежевыпавшего снега составляет 30 см, а для формирования лавин из старого (лежалого) снега необходим слой снега до 70 см.

Для того, чтобы лавина начала движение, длина открытого склона гор должна быть от 100 до 500 м. Скорость лавины может достигать 100 м/с. (360 км/ч.). Начав движение от случайного, нередко ничтожного толчка, лавина низвергается вниз, захватывая по пути новые массы снега, камни и другие предметы. Сход лавины угрожает населенным пунктам, спортивным и санаторно-курортным комплексам, железным и автомобильным дорогам, линиям электропередач и другим народнохозяйственным объектам.

Профилактические мероприятия:

пассивные:

• использование опорных сооружений, дамб, лавинорезов, надолбов, снегоудерживающих щитов, посадка и восстановление лесов и др.;

активные:

• искусственное провоцирование схода лавины в заранее выбранное время при соблюдении мер безопасности (обстрел головных частей лавины разрывными снарядами или минами, взрывы направленного действия).

В лавиноопасных регионах создаются противолавинные службы, предусматривается служба оповещения, разрабатываются мероприятия по защите.