Чрезвычайные ситуации. Часть II. Чрезвычайные ситуации природного характера. Учебное пособие

УДК 658.382

И. Ф. Шушлебин. Чрезвычайные ситуации. Ч II. Чрезвычайные ситуации природного характера [Текст]: Учебное пособие / СибГУТИ. – Новосибирск,

2009. – 35 c.

В работе рассматриваются чрезвычайные ситуации природного характера, включающие в себя следующие группы: геофизические опасные явления, геологические опасные явления (экзогенные геологические явления), метеорологические и агрометеорологические опасные явления, гидрологические опасные явления, морские гидрологические опасные явления, природные пожары. Дается характеристика основных видов опасных природных явлений каждой группы.

Учебное пособие рассчитано на студентов СибГУТИ всех специальностей и форм обучения.

Таблиц -1, список литературы – 18 наименований.

Кафедра безопасности жизнедеятельности и экологии

Рецензенты:

Утверждено редакционно–издательским советом СибГУТИ в качестве учебного пособия

© Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2009 г.

2

3 ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОГО ХАРАКТЕРА……………………………………………………………………. 12

3.1Ураганы…………………………………………………………………… 13

3.2Бури……………………………………………………………………….. 14

3.3Смерч……………………………………………………………………… 15

3.4Агрометеорологические опасные явления………................................... 16

4.3 Нагоны……………………………………………………………………. 22

5 ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ, СВЯЗАННЫЕ С МОРСКИМИ 23 ГИДРОЛОГИЧЕСКИМИ ОПАСНЫМИ ЯВЛЕНИЯМИ …………………

5.1Цунами……………………………………………………………………. 23

5.2Тропические циклоны (тайфуны)……………………………………….. 25

5.3Штормовой нагон воды………………………………………………….. 27

5.4Сильное волнение и сильное колебание уровня моря…………………. 27

6 ПРИРОДНЫЕ ПОЖАРЫ………………………………………………………. 29

6.1Лесные пожары…………………………………………………………… 29

6.2Торфяные пожары……………………………………………………….. 32 ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………........... 34

3

понимается событие геологического происхождения или результат деятельности геологических процессов, возникающих в земной коре под действием различных природных или геодинамических факторов или их сочетаний, оказывающих или могущих оказать поражающие воздействия на людей, сельскохозяйственных животных и растения, объекты экономики и окружающую природную среду [2].

Чрезвычайные ситуации геофизического характера вызываются эндогенными геологическими процессами, обусловленными эндодинамическим преобразованием горных пород, происходящим, главным образом, внутри Земли, в зоне действия сейсмотектонических и термодинамических факторов и вызванным в основном внутренними силами Земли [17].

Ктаким процессам относятся: землетрясения и вулканическая

поверхности, возникающие в результате внезапных смещений и разрывов в

земной коре или верхней части мантии Земли и передающиеся на большие расстояния в виде упругих колебаний [2].

При землетрясении происходит разрядка энергии, накопившейся в недрах. Энергия, выделившаяся на глубине, передается посредством упругих волн в толще земной коры и достигает поверхности Земли, где и происходят

разрушения.

Размеры очага землетрясения обычно колеблются в пределах от нескольких десятков метров до сотен километров. Располагаются они в

основном в земной коре, а также в верхней части мантии Земли.

На Земле известны два главных сейсмических пояса: СредиземноморскоАзиатский и Тихоокеанский, включающий Японию, Китай, Дальний Восток, Камчатку, Сахалин, Курильскую гряду.

На территории России около 30% районов являются сейсмоопасными. Основными параметрами, характеризующими землетрясение, являются

интенсивность и глубина очага. Интенсивность проявления землетрясения на

поверхности Земли оценивается в баллах (таблица 1).

Землетрясения могут возникать в результате тектонических и вулканических явлений, обвалов (горные удары, оползни), а также непродуманной деятельности человека (заполнение водохранилищ, закачка воды в скважины).

5

Почти все землетрясения, произошедшие за последнее десятилетие, носят тектонический характер, то есть, вызваны перемещением масс земной коры. По прогнозам ученых, сейсмическая активность Земли в последующие годы будет нарастать.

Таблица 1 – Классификация землетрясений по интенсивности колебаний грунта на поверхности Земли

Очагом поражения при землетрясении называется территория, в пределах которой произошли массовые разрушения и повреждения зданий, сооружений и других объектов, сопровождающиеся поражениями и гибелью людей, животных, растений.

Очаги массового поражения возникают обычно в районе (зоне) землетрясения, где интенсивность его по шкале Рихтера составляет VII –VIII

6

балов и более, при этом большинство зданий и сооружений получает средние и сильные разрушения.

Необходимо отметить, что очаги поражения при землетрясениях по характеру разрушения зданий и сооружений можно сравнить с очагами ядерного поражения, поэтому оценка возможных масштабов разрушений при землетрясении может быть проведена аналогично оценке разрушений при ядерном взрыве, с той лишь разницей, что в качестве критерия берется не максимальное избыточное давление во фронте ударной волны (ΔРф), а максимальная интенсивность землетрясения в баллах по шкале Рихтера.

1.2 Вулканическая деятельность

Под вулканом понимается геологическое образование, возникающее над каналами и трещинами в земной коре, по которым на земную поверхность извергаются лава, пепел, горячие газы, пары воды и обломки горных пород [2].

Вулканическое землетрясение – это слабое колебание земной поверхности, вызываемое дрожанием стенок магмопроводящих каналов при движении магмы в процессе подготовки или в момент вулканического извержения.

Вулканическая деятельность возникает в результате постоянных активных процессов, происходящих в недрах Земли. На глубине от 10 до 30 км постоянно накапливаются расплавленные породы (магма). При тектонических процессах в земной коре образуются трещины, по которым магма устремляется к поверхности. Процесс сопровождается выделением паров воды и газов, которые создают огромное давление, устраняя преграды на своем пути. При выходе магмы на поверхность, часть еѐ превращается в шлак, другая часть изливается в виде лавы. Из выброшенных в атмосферу паров и газов выпадают на землю вулканические породы, именуемые тефрой.

Собственно вулкан представляет собой нагромождение вулканических шлаков, пемзы, пепла, горных пород в виде горы преимущественно конусообразной формы, в верхней части которой находится кратер, имеющий форму воронки, связанной каналом с источником магмы.

По степени активности вулканы делятся на действующие, дремлющие и потухшие. К действующим относятся те, что извергались в определенное историческое время. Потухшие, наоборот, не извергались. Дремлющие вулканы характеризуются тем, что они периодически проявляют себя, но не извергаются.

Наиболее опасные явления, сопровождающие извержения вулканов: лавовые потоки, выпадение тефры, вулканические грязевые потоки, вулканические наводнения, палящая вулканическая туча и вулканические газы.

Лавовые потоки – это расплавленные горные породы с температурой 900

– 1000 °С. Диапазон скоростей лавы – от нескольких сантиметров до нескольких километров в час.

Тефра состоит из обломков застывшей лавы. Наиболее крупные называются вулканическими бомбами, помельче – вулканическим песком,

7

мельчайшие – пеплом. Выпадение тефры приводит к уничтожению животных, растений, а иногда и к гибели людей.

Грязевые потоки – мощные слои пепла на склонах вулканов, находящиеся в неустойчивом положении. Когда на них ложатся новые слои пепла, они соскальзывают по склону. Пепел пропитывается водой, в результате чего образуются вулканические грязевые потоки. Их скорость может достигать нескольких десятков километров в час. Такие потоки обладают значительной плотностью и могут во время своего движения увлекать крупные глыбы породы, что увеличивает их опасность.

Вулканические наводнения образуются при таянии ледников во время извержения вулканов.

Палящая вулканическая туча представляет собой смесь раскаленных газов и тефры. Поражающее действие еѐ обусловлено возникновением ударной волны (сильным ветром), распространяющейся со скоростью до 40 км/ч, и валом жара с температурой до 1000 °С.

Вулканические газы представляют собой смеси газов с водяными парами: смесь сернистого и серного окислов, сероводорода, хлористо-водородной и фтористо-водородной кислот в газообразном состоянии, а также углекислого и угарного газов в концентрациях, смертельно опасных для человека.

Чрезвычайные ситуации геологического характера (экзогенные)

вызываются экзогенными геологическими процессами, которые обусловлены экзодинамическим преобразованием горных пород, происходящим на поверхности Земли и в приповерхностном слое ‒ в зоне действия факторов выветривания, эрозии, склоновых и береговых деформаций, и вызываются в большей части внешними по отношению к литосфере силами (солнечной энергией, атмосферными, гидросферными, гравитационными) [17].

К таким процессам относятся оползни, сели, снежные лавины, обвалы, просадки земной поверхности в результате карстовых явлений. Наиболее распространенными являются оползни, сели, снежные лавины.

Чрезвычайные ситуации, вызванные перечисленными опасными геологическими явлениями, носят характер стихийных бедствий.

2.1 Оползни

Оползень это - смещение масс горных пород по склону под воздействием собственного веса и дополнительной нагрузки вследствие подмыва склона, переувлажнения, сейсмических толчков и иных процессов [2].

Оползни вызываются как естественными, так и искусственными (антропогенными) причинами. К естественным относятся: увеличение крутизны склонов, подмыв их оснований морскими и речными водами, сейсмические толчки. Искусственными являются разрушение склонов

8

дорожными выемками, чрезмерным выносом грунта, вырубкой леса, неразумным ведением сельского хозяйства на склонах. Согласно международной статистике, до 80 % современных оползней связано с деятельностью человека.

Оползни, как правило, происходят на склонах, начиная с крутизны 19 °. Однако на глинистых грунтах они случаются и при крутизне склона 5 – 7 °. Для этого достаточно избыточного увлажнения пород.

Оползни классифицируются по масштабам явления, скорости движения и активности, механизму процесса, мощности и месту образования.

По масштабам оползни классифицируют на крупные, средние и мелкомасштабные.

Крупные вызываются, как правило, естественными причинами и образуются вдоль склонов на сотни метров. Их толщина достигает 10 – 20 и более метров. Средние и мелкомасштабные имеют меньшие размеры и характерны для антропогенных процессов.

По скорости движения оползни можно классифицировать как исключительно быстрые (3 м/с), очень быстрые (0,3 м/мин), быстрые (1,5 м/сутки), умеренные (1,5 м/месяц), очень медленные (1,5 м/год), исключительно медленные (0,06 м/год).

По активности оползни подразделяют на активные и неактивные. Главными факторами здесь являются состав породы склонов и наличие влаги.

По механизму процесса оползни подразделяют на оползни сдвига, выдавливания, вязкопластические, гидродинамического выноса, внезапного разжижения.

По мощности процесса оползни делятся на малые – до 10 тыс. м3, средние

– от 11 до 100 тыс. м3, крупные – от 101 до 1000 тыс. м3, очень крупные – свыше 1000 тыс. м3 вовлекаемой в процесс массы горных пород.

По месту образования они подразделяются на горные, подводные, смежные и искусственных земляных сооружений (котлованов, каналов, отвалов пород).

Оползни наносят существенный ущерб народному хозяйству. Они угрожают движению поездов, автомобильному транспорту, жилым зданиям и сооружениям. При оползнях интенсивно идет процесс выбывания земель из сельскохозяйственного оборота. Нередко они приводят к человеческим жертвам.

2.2 Сель (селевой поток)

Сель – это бурный грязевый или грязекаменный поток, состоящий из смеси воды и обломков горных пород, внезапно возникающий в бассейнах небольших горных рек.

Он характеризуется резким подъемом уровня воды, волновым движением, кратковременностью действия (в среднем от одного до трех часов), значительным эрозионно-аккумулятивным разрушительным эффектом. Селевые потоки создают угрозу населенным пунктам, железным и

9

автомобильным дорогам и другим сооружениям, находящимся на их пути. Непосредственными причинами зарождения селей служат ливни, интенсивное таяние снега, прорыв водоемов, реже землетрясения и извержения вулканов.

Все сели по механизму зарождения подразделяют на три типа: эрозионный, прорывной и обвально-оползневый.

Впоследние годы к естественным причинам формирования селей прибавились техногенные факторы: нарушение правил и норм работы горнодобывающих предприятий, взрывы при прокладке дорог и строительстве других сооружений, порубки леса, неправильное ведение сельскохозяйственных работ, нарушение почвенно-растительного покрова.

При движении сель представляет собой сплошной поток грязи, камней и воды. Максимальная высота вала водогрязевого потока иногда достигает 25 м.

ВРоссии до 20 % территории находится в селеопасных зонах. На территории России зарегистрировано более 3000 селеопасных районов.

На основе главных факторов возникновения сели классифицируются следующим образом:

- Зонального проявления. Главным фактором формирования являются климатические условия (ливни, затяжные дожди, интенсивное таяние снега, льда), сход происходит систематически, и пути движения относительно постоянны.

- Регионального проявления. Главный фактор формирования – геологические процессы (сильные землетрясения, извержения вулканов). Сход происходит эпизодически, пути движения непостоянны.

- Антропогенные. Происходят в результате хозяйственной деятельности человека (образование озерных плотин, скопление техногенных пород, некачественные земляные плотины, нарушение почвенно-растительного покрова). Возникают там, где наибольшая нагрузка на горный ландшафт. Сход

–эпизодический.

По мощности (по перенесѐнной твердой массе) сели подразделяются на:

-Мощные (сильной мощности), с выносом более 100 тыс. м3 материалов. Бывают один раз в 5 – 10 лет.

-Средней мощности, с выносом от 10 до 100 тыс. м3 материалов. Бывают один раз в 2 – 3 года.

-Слабой мощности (маломощные), с выносом менее 10 тыс. м3 материалов. Бывают ежегодно, иногда несколько раз в году.

По воздействию на сооружения различают сели:

-маломощные – небольшие размывы, частичная забивка отверстий водопропускных сооружений;

-среднемощные – сильные размывы, полная забивка отверстий, повреждение и снос бесфундаментных строений;

-мощные – большая разрушительная сила, снос мостовых ферм, разрушение опор мостов, каменных строений, дорог;

-катастрофические – полное разрушение строений, участков дорог вместе с полотном и сооружениями, погребение сооружений под наносами.

10