1295

•модуль расширения Spatial Analyst (пространственное моделирование и анализ);

•УПРЗА «Эколог-город», версия 3.0 или AirViro 3.1 (моделирование рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе);

•WQM (моделирование распространения загрязняющих веществ от стационарных источников в водотоках).

Лидерами в области глобальных ГИС в настоящее время являются продукты двух фирм – это система ArcFM американской фирмы ESRI

иMapInfo корпорации INTERGRAPH. Кроме того, многие фирмы, занимающиеся вопросами, связанными с землевладением или землепользованием создают свои прикладные ГИС. По результатам опросов, обзорам публикаций, рынок ГИС-систем в России и СНГ представлен следующим образом: 36 % рынка занимает программное обеспечение

ESRI Inc. – ArcInfo, ArcView, ArcCAD и др.; 17 % рынка принадлежит MapInfo; по 11 % Autodesk с системами AutoCAD MAP, World, MAPGuide и GeoGraph (Russia 4 %) – Bentley; по 3 % удерживают

Ziegler с CADDY и ERDAS Inc.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Чем подтверждается тезис «Научно-технический прогресс – источник потенциальных опасностей»?

2.Перечислите принципы организации мониторинга состояния окружающей среды, мониторинга экологической безопасности источников антропогенного воздействия.

3.Какие разделы включает в себя программа мониторинга? В чем отличие рекогносцировочных, режимных и оперативных наблюдений?

4.Какими нормативно-правовыми документами регулируются вопросы обеспечения безопасности в техносфере и организации мониторинга изменения состояния окружающей среды?

5.В чем состоит суть Концепции национальной безопасности РФ? Какими особенностями характеризуется Стратегия социально-экономи- ческого развития Приволжского федерального округа?

6.Какие основные федеральные законы обеспечивают нормативноправовую базу системы национальной безопасности?

7.Раскройте структурную организацию мониторинга безопасности

вРФ. Какие функции мониторинга безопасности выполняют МПР РФ, Росгидромет, МЧС РФ?

51

8.Охарактеризуйте программу мониторинга безопасности для штатного режима работы промышленных объектов. Охарактеризуйте программы оперативного мониторинга. Охарактеризуйте программы мониторинга для оценки отдаленных экологических последствий.

9.Перечислите принципы формирования информационных ресурсов для территории и источники получения информации.

10.Какие базы данных по авариям отражают региональную безопасность субъектов Федерации?

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ

1.Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология. Человек – Экономика – Биота – Среда: учеб. для студ. вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.:

ЮНИТИ-ДАНА, 2006. – 495 с.

2.Потапов Б.В., Радаев Н.Н. Экономика природного и техногенного рисков. – М.: Деловой экспресс, 2001. – 513 с.

3.Батракова Г.М., Вайсман Я.И., Рудакова Л.В. Экологический мониторинг: учеб.-метод. пособие. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-

та, 2007. – 218 с.

4. Пашкевич М.А., Шуйский В.Ф. Экологический мониторинг: учеб. пособие / С.-Петерб. гос. горн. ин-т (технический университет). – СПб.,

2002. – 89 с.

5. Трифонова Т.А., Мищенко Н.В., Краснощеков А.Г. Геоинформационные системы и дистанционное зондирование в экологических исследованиях: учеб. пособие для вузов. – М.: Академический Проект,

2005. – 352 с.

52

Модуль 2 МОНИТОРИНГ ПРИРОДНЫХ ФАКТОРОВ РИСКА

И ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ ПРИРОДНОГО ХАРАКТЕРА

Тема 4. ВИДЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИРОДНЫХ ФАКТОРОВ РИСКА

Чрезвычайные ситуации природного характера (стихийные бедствия) в последние годы имеют тенденцию к росту. Активизируются действия вулканов (Камчатка), учащаются случаи землетрясений (Камчатка, Сахалин, Курилы, Забайкалье, Северный Кавказ), возрастает их разрушительная сила. Почти регулярными стали наводнения (Дальний Восток, Прикаспийская низменность, Южный Урал, Сибирь), нередки оползни вдоль рек и в горных районах. Экстремальные проявления погодных явлений, таких как гололед, снежные заносы, бури, ураганы и смерчи часто имеют масштабные последствия на урбанизированных территориях, повышают риск возникновения техногенных аварий и аварий на транспорте. Как показали события жаркого лета 2010 г., природные пожары способны дестабилизировать жизнь в масштабе целыхрегионов страны.

В Федеральном законе РФ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» понятие «чрезвычайная ситуация» (ЧС) определяется как «обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери или нарушения условий жизнедеятельности людей».

Источником природной ЧС является опасное природное явление или процесс (ГОСТ Р 22.0.03–95).

Опасное природное явление – стихийное событие природного происхождения, которое по своей интенсивности, масштабу распространения или продолжительности может вызвать отрицательные последствия для жизнедеятельности людей, экономики и природной среды.

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

53

Отдельной группой в ЧС природного характера могут рассматриваться биолого-социальные факторы риска, связанные с массовыми заболеваниями. Их источником является особо опасная или широко распространенная инфекционная болезнь людей, сельскохозяйственных животных и растений (ГОСТ Р 22.0.04–95).

Общая классификация учитывает тип и виды природных явлений, лежащих в основе чрезвычайных событий (см. рис. 1.3); масштаб распространения; возможность предсказания (предвидения события); длительность и повторяемость явления.

Мониторинг опасных метеорологических явлений и процессов в ЧС является составной частью государственного мониторинга и прогнозирования окружающей природной среды (ГОСТ Р 22.1.01–95). Мониторинг осуществляется организациями, специально уполномоченными для ведения мониторинга окружающей среды в целях своевременного выявления и прогнозирования развития негативных процессов, влияющих на состояние среды обитания, разработки и реализации мер по предотвращению опасных последствий этих процессов.

Мониторинг безопасности направлен на изучение особенностей проявления природных факторов риска и оптимальных методов их предсказания и прогнозирования масштабов распространения. Возможность прогнозирования проявления опасного природного явления, безусловно, позволяет значительно сократить число жертв и размеры ущерба, а для ряда факторов – успешно противостоять и сокращать масштаб их распространения.

Уполномоченные органы по проведению осуществляют сбор, обработку, обобщение, накопление, хранение и распространение информации на местном (локальном), региональном (территориальном), федеральном уровнях. Информационные системы должны иметь организационное, программное, техническое, математическое, методическое, лингвистическое, метрологическое и правовое обеспечение.

Чрезвычайные ситуации делят по виду неблагоприятных и опасных природных явлений на следующие группы:

1.Геологические: землетрясения, извержения вулканов и др.

2.Морские гидрологические: тропические циклоны (тайфуны), цу-

нами, сильное волнение, ранний ледяной покров и припай, напор

идрейф льдов и др.

3.Гидрологические на водных объектах суши: высокие уровни воды (наводнения), заторы, зажоры, ранний ледостав и появление льда на судоходных участках и др.

54

4. Метеорологические и агрометеорологические: ураганы, бури, смерчи, торнадо, град, дождь, снегопад, гололед, экстремальное повышение и понижение температуры и т.д.

Фактором, опасным для экологически нагруженных территорий, является совокупность неблагоприятных метеорологических условий (НМУ), препятствующих рассеиванию загрязняющих веществ в атмосфере.

В отдельную группу опасных природных явлений отнесены экзогенные геологические явления, происходящие на поверхности Земли и в верхних слоях литосферы: оползни, сели, обвалы, лавины, просадки и др. Мониторинг опасных проявлений этих процессов основан на геофизических методах наблюдения и прогнозирования последствий.

Организация мониторинга природных пожаров (лесных, торфяных, степных) выполняется в соответствии стребованиямиГОСТР 22.1.09–99.

По методам наблюдения за проявлением факторов ЧС природного характера выделяют наземные средства наблюдений и измерений и методы дистанционного мониторинга, в том числе возможности методов дистанционного зондирования земли (ДЗЗ).

Рассмотрим некоторые виды и методы предупреждения опасных природных факторов риска, распространенных на территориях субъектов РФ.

4.1. Землетрясения

Землетрясения – подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами), или (иногда) искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушение подземных полостей горных выработок).

За год на Земле происходит несколько сотен тысяч землетрясений, т.е. в среднем 1–2 в минуту. Землетрясения в России случаются часто. Только с конца 1990-х гг. произошло около 30 значительных, с силой толчков более 7 баллов.

К сейсмически опасным районам в РФ относится Дальневосточный регион, Восточная Сибирь, Якутия, Кавказ, побережья Каспийского и Черного моря, Карпаты. В целом, землетрясения в России угрожают территориям проживания более 20 млн чел.

55

Взависимости от причин землетрясения разделяют на следующие

виды:

y эндогенные, связанные с глубинными процессами;

y экзогенные; случаются при подземных обвалах, взрывах газов, обвалахскал, ударах метеоритов, падения воды сбольшой высоты идр.;

y обвальные, вызванные обвалами и большими оползнями; имеют локальный характер и небольшую силу;

y техногенные, вызванные деятельностью человека;

y вулканические – разновидность землетрясений, при которых землетрясение возникает в результате высокого напряжения в недрах вулкана;

y землетрясения искусственного характера, например, взрывом большого количества взрывчатых веществ или же при подземном ядерном взрыве (тектоническое оружие).

Вмире используется несколько шкал интенсивности землетрясений: y в Европе – европейская макросейсмическая шкала (EMS-98);

y в Японии – шкала Японского метеорологического агентства

(Shindo);

• в США и России – модифицированная шкала Меркалли (MM).

56

ВРоссии применяется наиболее широко используемая в мире 12балльная шкала Медведева – Шпонхойера – Карника (МSK-64), которая лежит в основе СНиП-11-7–81 «Строительство в сейсмических районах» и продолжает использоваться в России и странах СНГ (табл. 4.1).

Встранах Латинской Америки принята 10-балльная шкала Росси – Фореля, в Японии – 7-балльная шкала. Сравнение разных видов шкал и характеристика глубины очага землетрясения представлены в табл. 4.2.

Таблица 4 . 2 Сравнение шкал интенсивности землетрясений

57

Прямыми воздействиями в зоне землетрясений являются:

1.Пожары на объектах антропогенной среды, ведущие к экологическим последствиям.

2.Прорывы водохранилищ с образованием водяного вала ниже плотин.

3.Разрывы нефте-, газо- и водопроводов, разлитие нефтепродуктов, утечка газа и воды.

4.Выбросы вредных химических и радиоактивных веществ в окружающую среду, вследствие повреждения производственных объектов, коммуникаций, хранилищ.

5.Нарушения надежности и безопасного функционирования воен- но-промышленных и военно-оборонительных систем, спровоцированные взрывы боеприпасов.

В большинстве случаев ареал (зона) изменений не превышает 100– 200 км от эпицентра землетрясения. Значимыми с экологических позиций вторичными последствиями землетрясений являются неблагоприятные изменения ландшафтных условий (оголение горных склонов, заваливание долин, гидрологические и гидрогеологические изменения), ухудшение качества атмосферного воздуха (пыль, аэрозоли, продукты горения), снижение качества воды, качества и емкости рекреационных ресурсов, а также сокращение пищевой базы (гибель запасов, потеря скота, вывод из строя или ухудшение качества сельскохозяйственных угодий), рост заболеваний и нарушение воспроизводства населения, возникновение эпидемий и эпизоотий.

Организация системы мониторинга. Объект геофизического мо-

ниторинга природных землетрясений – сложная природная геосистема, элементами которой являются блоки различных размеров и конфигурации, связанные между собой различными пространственно-временны- ми и физическими отношениями.

Известно более сотни предвестников землетрясений, из них реально учитывается около 20. Сильное землетрясение имеет предвестники: аномальные деформации земной коры; изменения сейсмичности (сейсмический режим), структуры геомагнитных и геоэлектрических полей, температурыи химического состава подземных води других характеристик.

Методы геофизического мониторинга:

y традиционные геофизические методы (геоэлектрические, сейсмические, гравимагнитные, тепловые);

58

y специальные виды геофизических наблюдений с использованием высокочувствительной аппаратуры (наклономеры, измерители микроускорений, деформографы, высокоточные гравиметры, барографы, термометры и др.).

Сейсмические наблюдения и прогноз землетрясений в РФ осуществляются Федеральной системой сейсмологических наблюдений и прогноза землетрясений, в которую входят учреждения и наблюдательные сети Российской академии наук, МЧС России, Минобороны России, Госстроя России и др.

Важную роль в мониторинге и прогнозировании землетрясений выполняет Минприроды России: Центр ГМСН ФГУГП «Гидроспецгеология» (Федеральный центр ГМСН), Научный центр оперативного мониторинга Земли (НЦ ОМЗ), ОАО «Российские космические системы» – космический мониторинг предвестников землетрясений.

Всемирная сеть цифровых сейсмических станций (FDSN) включает

всебя несколько известных ведущих мировых центров: Кембридж, Обнинск, Сан-Диего, Токио и др. В своей работе они используют Интернет и предоставляют доступ к информации. На вейб-сайтах можно найти данные о распространении сейсмических волн, оригинальные записи землетрясений, сведения об исторической сейсмичности региона и др.

Глобальная сеть прогнозирования землетрясений (GNFE) создана

в2008 г. Основной целью GNFE является краткосрочное прогнозирование землетрясений и оперативное оповещение стран, входящих в состав Глобальной сети, о прогнозируемых сильных толчках.

Одним из самых быстрых источников информации о землетрясениях по всему миру является GEOFON – первая полностью автоматизированная система. Только после получения информации от нее сейсмологи лично проверяют полученную информацию. GEOFON состоит из ряда виртуальных сетей, а это более 700 станций, работающих в режиме реального времени, станций, совмещенных с одной из партнерских сетей VEBSN (Виртуальная европейская широкополосная сейсмическая сеть).

Программа мониторинга землетрясений, как опасных геологических явлений (по ГОСТ Р 22.1.06–99), представляет собой перечень объектов мониторинга и факторов, обусловливающих активность опасного геологического явления; виды контролируемых параметров и показателей для сейсмического и геодинамического режимов; рекомендуемую периодичность контроля.

59

Так, предметом мониторинга в указанной программе являются территории с активной сейсмогеодинамической обстановкой в последние 100 000 лет и районы проявления возбужденной сейсмичности. К факторам, обусловливающим активность опасного геологического явления, отнесены:

•активизация тектонических движений в литосфере и мантии земли, сопровождаемая возникновением аномальных напряженийв земнойкоре;

•активные разломы, растущие антиклинали, тектонические узлы, петрофизические неоднородности литосферы и мантии земли с высокими градиентами физических свойств пород итектонических напряжений;

•экстремальные циклические и эпизодические процессы во внешних геосферах;

•техногенное воздействие на геологическую среду.

В перечень контролируемых параметров и показателей включены: 1) для сейсмического режима:

•время возникновения землетрясения;

•координаты эпицентра;

•глубина очага;

•магнитуда с уровнем представительности М 1,0–2,0; 3,0–3,5; 4,0– 4,5 соответственно для сейсмических сетей локального, регионального, федерального уровней;

•эпицентральное расстояние;

•азимут;

•макросейсмические факторы (для сильных землетрясений);

•интенсивность сотрясения (баллы) по шкале MSK-64;

•пространственно-временное распределение слабых землетрясений (уровень сейсмического фона) и микросейсм;

•график выделения энергии землетрясений во времени;

•сейсмическая активность;

•график повторяемости землетрясений и др.

2)для геодинамического режима:

•вертикальные и горизонтальные движения земной коры, мм/год;

•энергетические показатели упругого волнового поля, Дж/м3;

•компоненты геофизических полей;

•физические свойства пород;

•компоненты полей напряжений и деформаций, в единицах смещения, скорости, ускорения, напряженности поля, град;

60