1.2.2. Чс природного характера

1.2.1 Геофизические опасные явления (землетрясения, извержения вулканов).

1.2.2 Геологические опасные явления, или экзогенные геологические явления (оползни, сели, обвалы, осыпи, лавины, склоновый смыв, просадка

7

лессовых пород, провал земной поверхности в результате карста, эрозия,

пыльные бури).

1.2.3 Метеорологические и агрометеорологические опасные явления (бури 9-11 баллов, ураганы 12-15 баллов, смерчи, торнадо, шквалы, крупный град, ливень, сильные снегопад, гололед, мороз, метель, жара, а также засуха, суховей, заморозки).

1.2.4 Морские гидрологические опасные явления (тайфуны, цунами, сильное волнение > 5 баллов, сильное колебание уровня моря, сильный тягун в портах, ранний ледяной покров и припай, напор льдов, интенсивный дрейф льдов, непроходимый или труднопроходимый лед, обледенение судов и портовых сооружений, отрыв прибрежных льдов).

1.2.5 Гидрологические опасные явления (наводнение, половодье,

дождевые паводки, заторы и зажоры, ветровые нагоны, низкие уровни воды,

ранний ледостав).

1.2.6 Гидрогеологические опасные явления (низкие или высокие уровни грунтовых вод).

1.2.7 Природные пожары (лесные пожары, пожары степных и хлебных массивов, торфяные пожары, подземные пожары горючих ископаемых).

1.2.8 Инфекционная заболеваемость людей (единичные случаи экзотических и особо опасных инфекций, групповые случаи, эпидемическая вспышка, эпидемия, пандемия, инфекционные заболевания невыявленной этиологии).

1.2.9 Инфекционная заболеваемость сельскохозяйственных животных (единичные случаи особо опасных инфекций, эпизоотии, панзоотии).

1.2.10 Поражение сельскохозяйственных растений болезнями и

вредителями, прогрессирующая эпифитотия, панфитотия, болезни сельскохозяйственных растений невыявленной этиологии.

1.2.3 ЧС экологического характера

1.3.1 ЧС, связанные с изменением состояния суши (почвы, недр, ландшафта): катастрофические просадки, оползни, обвалы земной поверхности из-за выработки недр при добыче полезных ископаемых и другой деятельности человека, превышение ПДК тяжелых металлов, радионуклидов, других вредных веществ в почве, интенсивная деградация почв, опустынивание из-за эрозии, засоления, заболачивания и др., кризисные ситуации, связанные с истощением невозобновляемых природных ископаемых, критические ситуации, вызванные переполнением хранилищ (свалок) промышленными и бытовыми отходами, загрязнением ими окружающей среды.

1.3.2 ЧС, связанные с изменением состава и свойств атмосферы: резкие изменения климата в результате антропогенной деятельности, превышение ПДК вредных примесей в атмосфере, температурные инверсии над городами, кислородный голод в городах, значительное превышение предельно

8

допустимого уровня городского шума, образование обширной зоны кислотных осадков, разрушение озонного слоя атмосферы, значительное изменение прозрачности атмосферы.

1.3.3 ЧС, связанные с изменением состояния гидросферы: резкая нехватка питьевой воды вследствие истощения водоисточников или их загрязнения, истощение водных ресурсов, необходимых для хозяйственно- бытового водоснабжения и обеспечения технологических процессов,

нарушение хозяйственной деятельности и экологического равновесия вследствие загрязнения зон внутренних морей и мирового океана.

1.3.4 ЧС, связанные с изменением состояния биосферы: исчезновение видов животных, растений, чувствительных к изменению условий Среды обитания, гибель растительности на обширной территории, резкое изменение способности биосферы к воспроизводству возобновляемых ресурсов, массовая гибель животных.

Таким образом, мы видим, что ЧС весьма многообразны по своим причинам, характеру, сфере действия, скорости распространения опасности. Классифицируя же ЧС по факторам, их инициирующим, мы выделяем, в

первую очередь, 3 большие группы: ЧС техногенного характера, ЧС

природного характера, ЧС экологического характера.

9

1.3. Чрезвычайные ситуации природного характера

Увеличение количества природных бедствий в мире связано с рядом гло- бальных процессов в социальной, природной и техногенной сферах, которые обусловливают интенсификацию развития опасных природных явлений и сни- жение защищенности людей на Земле. Одной из причин этого является рост на- селения Земли. Площади населенных территорий быстро расширяются. Осо- бенно быстро разрастается площадь мегаполисов. При этом вновь прибываю- щие переселенцы часто вынуждены осваивать малопригодные для проживания и подверженные опасным природным процессам участки – склоны холмов, поймы рек, заболоченные и прибрежные территории. При отсутствии соответ- ствующей инженерной подготовки и возведении зданий, не отвечающих требо- ваниям безопасности, города все чаще оказываются в центре разрушительных стихийных бедствий, где страдания и гибель людей приобретают все более массовый характер.

Стихийные бедствия являются результатом протекания стихийных явле-

ний природы, опасных природных процессов и представляют собой потенци- альную природную угрозу. Однако природные угрозы не обязательно становят- ся бедствиями. Например, если землетрясение происходит в безлюдной местно- сти, это извержение является лишь природной угрозой, а не стихийным бедст- вием. Но если землетрясение затрагивает населенный пункт, вызывает крупные разрушения, гибель людей, оно становится стихийным бедствием или катаст- рофой.

Стихийные бедствия в последнее время встречаются все чаще, причем

намечается тенденция к усилению антропогенного фактора как причины их возникновения.

Следует отметить, что такие природные стихийные явления, как наводне- ния, засухи, циклоны, ураганы и эпидемии поддаются краткосрочному, а ино- гда и среднесрочному прогнозу в отличие от землетрясений, извержений вул- канов и других геофизических опасных природных явлений, прогноз которых более сложен и менее достоверен. Тем не менее, именно ущерб от этих видов природных катастроф интенсивно растет в последние десятилетия. Этот факт можно объяснить слабым развитием глобальных систем прогнозирования и предупреждения природных катастроф, ростом городов, повышением мощно- стей производства, его концентрацией, быстрым ростом населения Земли и де- градацией природной среды, приводящей к изменению климата, ландшафтов и геологической среды.

Территория России подвержена воздействию практически всего спектра опасных природных явлений и процессов геологического, гидрологического и метеорологического происхождения. Наибольшую опасность в России пред- ставляют наводнения, землетрясения, природные пожары, оползни и обвалы,

10

ураганы, лавины, сели, цунами. С этими процессами часто связан огромный со-

циально-экономический ущерб.

Несмотря на глубокие различия в существе, все рассматриваемые природ-

ные стихийные явления имеют общие черты:

• для каждого вида может быть установлена определенная специфическая

пространственная приуроченность;

• для каждого вида стихийных явлений может быть также установлена определенная повторяемость (в частности, чем больше интенсивность явле- ния, тем реже оно повторяется с новой силой);

• с большей или меньшей надежностью может быть установлена зависи- мость разрушительного эффекта природного стихийного явления от размаха, продолжительности и интенсивности геологических и гидрометеорологических процессов, поэтому при всей неожиданности того или иного вида стихийного

явления его возможное проявление может быть предсказано. Это означает, что в результате проведения тщательных исследований можно спроектировать и построить защитные сооружения, осуществить мероприятия по предотвраще- нию ущерба земельным ресурсам, объектам народного хозяйства, личному имуществу граждан.

_{Стихийные явления и природные катастрофы}

Внутри Земли

Землетрясения, извержения вул- канов (литосфер- ные опасности)

На ее поверхности Нарушение устойчивости склонов

Связанные с водой

_{В атмосфере}

Грозы, ураганы, торнадо, лесные пожары

С жидкой формой

Наводнения, изменения береговой линии, изменение уровня грунтовых вод

С замерзшими формами

Снежные и ледниковые лавины

Рис.2. Классификация стихийных явлений и катастроф

11

Стихийные явления во многих случаях возникают во взаимосвязи друг с другом. Цикличность проявления в этом случае, как правило, нарушается, про- исходят они гораздо чаще, их разрушительная сила увеличивается (рис.2).

Штормы, тайфуны

Цунами

Горные обвалы,

_{камнепады}

Землетрясения

_{Оползни}

_{Снежные лавины}

_Сели

Ливни, снегопады

_{Водная эрозия}

_{Наводнения}

Рис.2. Взаимосвязь опасных природных процессов и явлений

Рассмотрим некоторые ЧС природного характера.

1.3.1. Землетрясения

Согласно классификации, принятой в Единой государственной системе предупреждения и действий в чрезвычайных ситуациях (РСЧС), землетрясения относятся к геофизическим опасным природным явлениям. Землетрясения – колебания (грунта) земной поверхности вследствие внезапных смещений и раз- рывов в земной коре или верхней мантии.

Волны, которые вызывают землетрясения, называются сейсмическими волнами. Они подобны звуковым волнам, расходящимся от гонга при ударе по нему. Сейсмические волны также излучаются из некоторого источника энер- гии, находившегося в верхних слоях земли (земной коре или верхней мантии).

Источник естественных землетрясений всегда занимает некоторый объем

горных пород, но обычно его определяют как точку, из которой расходятся сейсмические волны. Эта точка называется фокусом или гипоцентром (рис.

12

2.1,а). При естественных землетрясениях гипоцентр, или фокус, находится на некоторой глубине под поверхностью земли. Проекция (вертикальная) гипо- центра на поверхность земли называется эпицентром землетрясения (рис. 2.1,б).

Землетрясения образуются в результате внезапного высвобождения энер- гии в некотором объеме толщи литосферы или мантии Земли. Объем, в котором происходит высвобождение энергии, называется очагом землетрясения (рис.2.1).

Расстояние R от эпицентра до некоторой точки на земной поверхности называется эпицентральным расстоянием (см. рис.2.1).

Эпицентральная зона – участок наибольшего воздействия землетрясения.

Землетрясения с H>300 км называется глубокофокусными, 70–300 км –

промежуточными, 0–60 – нормальными или мелкофокусными.

H – глубина сейсмического очага

R – эпицентральное расстояние

Установлено, что гипоцентры около 90 % землетрясений приурочены к интервалу до 100–200 км. Так, интервал, в котором находятся фокусы боль- шинства крымских землетрясений, составляет 15–30 км, кавказские землетря- сения в большинстве своем являются мелкофокусными, и лишь в отдельных случаях глубина фокуса превышает 100 км. Возможны и наклонные зоны рас- положения гипоцентров, или сейсмофокальные зоны, как, например, в районе Курильской островной дуги, где начиная от приостровного склона глубоковод- ного желоба к западу прослеживается наклонная зона, относительно пологая до глубины 300 км, а далее более крутая.

_R

O₁ (эпицентр)

H

O (гипоцентр)

_б

_а

Рис.3. Схема очага землетрясения: а – локализация очага в плоскости раз-

лома; б – гипоцентр и эпицентр землетрясения

13

Ежегодно на Земле регистрируются несколько миллионов землетрясений, но лишь десятки тысяч из них ощущаются людьми. Однако единичные земле- трясения носят катастрофический характер, влекут огромные человеческие жертвы и материальный ущерб.

Причины и классификация землетрясений. Современная сейсмология ос- новывается на научных представлениях о строении Земли, в соответствии с ко- торыми Земля – сложный многослойный объект. Каждый из слоев имеет также достаточно сложную структуру, которая изучается различными геофизически- ми методами (сейсмическими, магнитными, гравитационными и др.).

Ядро Земли сейсмологи впервые обнаружили в 1906 году. Б. Гутенберг в

1914 году определил глубину его залегания (2885 км). Твердое, внутреннее яд- ро обнаружила Леман (Дания) в 1936 году. Она показала, что оно расположено на глубине приблизительно равной 5000 км. Землетрясения отражают процесс постоянного геологического преобразования нашей планеты, но причины зем- летрясения могут быть различными. С этими причинами и связана общеприня- тая классификация землетрясений.

1. Тектонические землетрясения. Название «тектонический» происходит

от греческого слова tektonos – созидательный (tektonike – строительное искус- ство). Это наиболее распространенные землетрясения (около 95 % всех земле- трясений). Они приурочены к геологически новым и активным областям Зем- ли.

Объяснение тектонических землетрясений дается в рамках теории, на- званной тектоникой плит. Ее основная идея заключена в том, что внешняя обо- лочка Земли – литосфера состоит из нескольких крупных и прочных пластин, называемых плитами. Насчитывается 11 крупных плит: Евроазиатская плита,

Индо-Австралийская плита, Африканская плита, Антарктическая плита, плита Фиджи, Филиппинская плита, Тихоокеанская плита, плита Наска, Северо- Американская плита, Южно-Американская плита, Карибская плита (рис.4).

14

Рис. 4. Тектонические плиты

Каждая плита уходит на глубину около 80 км; плиты перемещаются друг относительно друга по поверхности подстилающих, более мягких по- род. В краевых частях каждой плиты, там, где она соприкасается с другими плитами, горные породы оказываются под действием больших деформи- рующих (тектонических) сил, вызывающих в них глубокие физические изме- нения. Именно на краях геологические структуры Земли подвергаются наи- большему воздействию сил, возникающих при перемещении и столкновении плит, и на краях этих плит происходят интенсивные геологические преобра- зования.

По данным геодезических наблюдений, система плит претерпевает по- стоянные изменения. В срединно-океанических хребтах непрерывно проис- ходит подъем магмы, которая, застывая, становится новым морским дном и движется в разные стороны от хребта.

Плиты, таким образом, разрастаются и перемещаются с одной скоро- стью, напоминая ленты гигантского конвейера, остывая и старея по мере удаления от хребтов. Срединно-океанические хребты называют зонами раз- растания океанического дна. На границах плит возникают так называемые трансформные разломы (т.е. разломы, «трансформирующиеся» в результате образования нового океанического дна). Именно вдоль трансформных разло- мов наблюдается большое количество землетрясений.

Вулканические землетрясения. Вулканические землетрясения возника- ют в районах с вулканической деятельностью, в непосредственной близости от действующих вулканов в период усиления их активности. Вулканические землетрясения характеризуются сравнительно небольшой энергией толчков и незначительной областью распространения.

Как тектонические, так и вулканические землетрясения связаны с внут- ренними, глубинными процессами в в мантии и литосфере Земли, т.е. имеют эндогенную природу.

Полагают также, что в возникновении землетрясений первых двух ти-

пов играет роль солнечная активность.

Обвальные землетрясения. Обвальные землетрясения – это небольшие землетрясения, возникающие в районах, где есть подземные пустоты и гор- ные выработки. Причина колебаний грунта – в обрушении кровли шахты или пещеры, когда обвалившаяся масса породы производит удар о дно пещеры и вызывает колебания пород. Эти землетрясения довольно редки. Часто на- блюдающаяся разновидность этого явления – «горные удары», возникающие при появлении больших напряжений вокруг горной выработки. При этом ог- ромные массы горных пород резко, с взрывом, отделяются от забоя, возбуж- дая сейсмические волны (наблюдаются в Канаде, Южной Африке).

Иногда обвальные землетрясения возникают при развитии крупных оползней. Например, 25.04.1974 г. на реке Мантаро в Перу в результате ги- гантского оползня объемом около 1,6 млрд м³, погубившего около 450 чело- век, образовались сейсмические волны с магнитудой 4,5 по шкале Рихтера.

Искусственные землетрясения. Искусственные землетрясения являются результатом деятельности человека. Так, в последнее время участились слу-

чаи сейсмической активности при ведении горных работ, при эксплуатации нефтяных и газовых месторождений (закачка жидкости в скважины и ее от- качка), ядерных испытаниях, взрывах при строительстве крупных плотин и т.д., заполнении водохранилищ. Это так называемая наведенная, или техно- генная сейсмичность. Известно, в частности, что напряжения, вызванные в земной коре давлением воды водохранилищ, могут спровоцировать земле- трясения. Землетрясения возникают при быстром изменении уровня воды, в основном в стадии заполнения водохранилища (иногда опорожнения). При- меры таких «возбужденных» землетрясений отмечались в США (плотина Гу- вер), в Испании (плотина Канелос), Греции (водохранилище Кремаста) и дру- гих странах.

Магнитуда. Наиболее характерным параметром землетрясения является его суммарная энергия, высвобождаемая в сейсмическом очаге.

Однако непосредственно ее определить невозможно. Поэтому выбрана такая характеристика силы землетрясения, которую можно было бы определить эмпирически. К таким параметрам относится магнитуда. Понятие

_{«магнитуда» было сформулировано Рихтером в 1935 г.:} ^M

^{= log B} _{, где B –}

максимальная амплитуда сейсмической записи землетрясения.

Рихтер (1935 г.) определил магнитуду (величину) землетрясения как десятичный логарифм максимальной амплитуды сейсмической волны (в тысячных долях миллиметра), записанной стандартным сейсмографом на расстоянии 100 км от эпицентра землетрясения. Шкала Рихтера – логарифмическая, поэтому при изменении магнитуды на единицу амплитуда колебаний возрастает в 10 раз. Энергия землетрясения пропорциональна амплитуде волны, однако в этом случае зависимость сложнее: энергия землетрясения магнитудой 6 приблизительно в 31 раз больше энергии землетрясения с магнитудой 5.

Воздействие землетрясений на земную поверхность. Интенсивность землетрясения. Степень воздействия землетрясения на любом участке оценивается по шкале интенсивности. Интенсивность I сейсмических сотрясений определяется человеческими ощущениями во время землетрясения, инженерными экспертными оценками степени повреждения сооружений и геолого-географическими описаниями степени изменения рельефа местности, вызванного землетрясением. Интенсивность, таким образом, не является параметром очага землетрясения, а отражает только наблюдаемое воздействие землетрясения на поверхность земли в наблюдаемой точке. Разумеется, сильные по магнитуде или выделяемой энергии землетрясения могут произвести более сильный эффект, но здесь очень велико и влияние других факторов (механизм возникновения землетрясения, характер, расстояние до эпицентра и др.).

Интенсивность землетрясений в различных точках определяется обсле-

дованием этих точек и опросом жителей.

В настоящее время интенсивность землетрясений на поверхности зем-

ли оценивается по двенадцатибалльной шкале MSK–1964.

Сейсмическая шкала МSK-64

Баллы	Землетрясение	Краткая характеристика
1	Незаметное	Отмечается только сейсмическими приборами
2	Очень слабое	Ощущается отдельными людьми, находящимися в состоянии полного покоя
3	Слабое	Ощущается небольшой частью населения
4	Умеренное	Распознается по легкому дребезжанию и колебанию предметов, посуды и оконных стекол, скрипу дверей и стен
5	Довольно сильное	Общее сотрясение зданий, колебание мебели. Трещины в оконных стеклах, штукатурке. Пробуждение спящих
6	Сильное	Ощущается всеми людьми. Со стен падают картины. Откалываются куски штукатурки, легкое повреждение зданий
7	Очень сильное	Трещины в стенах каменных домов. Антисейсмические, а также деревянные постройки остаются невидимыми
8	Разрушительное	Трещины на крутых склонах в сырой почве. Памятники сдвигаются с места или опрокидываются. Дома сильно повреждаются
9	Опустошительно е	Сильное повреждение и разрушение каменных домов
10	Уничтожающее	Крупные трещины в почве. Оползни и обвалы. Разрушение каменных построек. Искривление железнодорожных рельсов
11	Катастрофа	Широкие трещины в земле. Многочисленные оползни и обвалы. Каменные дома совершенно разрушаются
12	Сильная катастрофа	Изменения в почве достигают огромных размеров. Многочисленные трещины, обвалы, оползни. Возникновение водопадов, подпруд на озерах, отклонение течения рек. Ни одно сооружение не выдерживает

1.3.2. Наводнения

Под наводнением понимается затопление водой прилегающей к реке, озеру или водохранилищу местности, которое причиняет материальный ущерб, наносит урон здоровью населения или приводит к гибели людей. За- топление местности, не сопровождающееся материальным ущербом, счита- ется разливом реки, озера или водохранилища. По повторяемости площади распространения и материальному ущербу наводнения в России стоят на 1 месте.

По размерам или масштабам и по наносимому ущербу наводнения под-

разделяются на четыре группы:

1) низкие (малые) наводнения. Наблюдаются в основном на равнинных реках, наносят незначительный материальный ущерб и почти не нарушают ритма жизни населения.

2) высокие наводнения. Сопровождаются значительным затоплением, охватывают сравнительно большие участки речных долин и иногда сущест- венно нарушают хозяйственный и бытовой уклад населения. В густонаселен-

ных районах высокие наводнения приводят к частичной эвакуации населе-

ния.

3) выдающиеся наводнения. Такие наводнения охватывают целые реч- ные бассейны. Они парализуют хозяйственную деятельность, наносят боль- шой материальный ущерб, приводят к массовой эвакуации населения и мате- риальных ценностей.

4) катастрофические наводнения. Они вызывают затопления громадных территорий в пределах одной или нескольких речных систем. Такие наводне- ния приводят к громадным материальным убыткам и гибели людей.

Причины наводнений могут быть различны. Это выпадение осадков в виде дождя, таяние снега и льда, цунами, тайфуны, опорожнения водохрани- лищ, шторм на море.

В зависимости от причин наводнений, как правило, выделяют пять групп наводнений:

1-я группа – наводнения, связанные в основном с максимальным сто- ком от весеннего таяния снега. Такие наводнения отличаются значительным и довольно длительным подъемом уровня воды в реке и называются обычно половодьем.

2-я группа – наводнения, формируемые интенсивными дождями, ино- гда таянием снега при зимних оттепелях. Они характеризуются интенсивны- ми, сравнительно кратковременными подъемами уровня воды и называются

паводками. Наиболее часто сильные ливневые наводнения происходят на

Дальнем Востоке, а также в европейской части России.

3-я группа – наводнения, вызываемые в основном большим сопротив- лением, которое водный поток встречает в реке. Это обычно происходит в начале и в конце зимы при заторах и зажорах льда.

4-я группа – наводнения, создаваемые ветровыми нагонами воды на крупных озерах и водохранилищах, а также в морских устьях рек (так назы-

ваемые наводнения нагонного типа). Затопление побережья в результате поднятия уровня моря обычно возникает при шторме. Реже наводнения про- исходят при опускании суши.

5-я группа – наводнения, создаваемые при прорыве или разрушении гидроузлов, т.е. в результате техногенной ЧС.

Чаще всего на территории России наводнение представляет собой по-

вышение уровней и расходов воды в реке за счет увеличения её притока (1-я и 2-я группы).

Рассмотрим подробнее отдельные виды наводнений в зависимости от

причин, их вызывающих.

Весеннее половодье. При весеннем половодье вода полностью запол- няет русло и заливает пойму. Наибольшая высота уровня весеннего полово- дья зависит от следующих факторов:

величины запасов воды в снеге к началу таяния и характера их распре-

деления в бассейне;

интенсивности и одновременности весеннего таяния снега по бассейну;

промерзлости почв бассейна перед таянием снега; насыщенности водой почв бассейна перед таянием снега. Продолжительность половодья для малых рек – несколько дней, для

больших – 1–3 месяца. Если бурное таяние сопровождается дождями и лив-

нями, возможны крупные наводнения.

При резком потеплении после холодной зимы речной лед почти не размягчается, и его ломка происходит с замедлением. При этом ледяной слой проламывает вздувшаяся река. Большие глыбы льда могут образовывать за- торы у мостов и в узких местах русла, что приводит к запрудам.

Вначале выше затора образуется разлив, при преодолении водой затора волна наводнения, распространяясь вдоль русла, вызывает разрушения.

Крупные наводнения возникают при прорыве ледниковых вод (т.е. во-

ды, скапливавшейся под ледником).

Паводки. Паводок, т.е. подъем воды в реках от дождей, достигает наи- больших размеров при ливневых осадках. В это время реки обладают боль- шой энергией, несут наибольшие массы воды и наносов, деформируют дно и берега, представляя угрозу наводнения прилегающих районов и промышлен- ных центров.

Большие массы грозят разрушением плотин, мостов и других сооруже- ний в береговой зоне. Величина наводнений и паводков зависит от природно- географических условий.

Поражающие действия наводнений выражаются в следующем:

• затопление водой жилищ, промышленных и сельскохозяйственных объектов, полей с урожаем;

• разрушение зданий и сооружений или снижение их капитальности;

• повреждение и порча оборудования предприятий;

• разрушение гидротехнических сооружений;

• разрушение коммуникаций, в т.ч. связи.

При затоплении населенного пункта вначале заливаются подвалы, внутренние дворы, расположенные ниже улиц, затем улицы и первые этажи зданий. Местность покрывается слоем воды.

При средних и крупных паводках в первые же часы нарушаются сред- ства сообщения. На значительных площадях затопленных территорий теле- фонная связь и электроснабжение выходят из строя в течение одного часа.

Многие деревянные строения разваливаются и сносятся в течение 3–4

часов.

Защитные дамбы могут выдерживать динамическое давление воды (скоростной напор), однако в течение нескольких дней в них могут образо- вываться бреши.

Кирпичные здания в результате размыва основания и непрерывного уг-

лубления промоин могут разрушаться в течение 5–10 суток.

Блочные бетонные здания с фундаментами из бетонных и железобе-

тонных плит сохраняют общую устойчивость до нескольких месяцев.

Мостовые на улицах городов разрушаются в течение нескольких суток. Наводнения приводят также к повышению давления поровых вод. Это снижает сопротивление грунта сдвигу (т.е. его прочность), что ведет в преде- ле (сопротивление – ноль) к катастрофическому разрушению зданий. При частичной потере прочности грунта оснований под фундаментами происхо- дит неравномерная осадка зданий с образованием трещин. Вследствие нерав- номерной осадки рвутся канализационные, газовые и водопроводные трубы, электрические кабели. От разрыва электрических кабелей возможно возник-

новение пожаров.

К основным характеристикам зоны наводнения относят:

• численность населения, оказавшегося в зоне наводнения;

• количество населенных пунктов, попавших в зону, охваченную наводнением (здесь можно выделить города, поселки городского типа, сельские населенные пункты, полностью затопленные, частично затопленные, попавшие в зону подтопления и т.п.);

• количество объектов различных отраслей экономики,

оказавшихся в зоне, охваченной наводнением;

• протяженность железных и автомобильных дорог, линий электропередач, линий коммуникаций и связи, оказавшихся в зоне затопления;

• количество мостов и тоннелей, затопленных, разрушенных и поврежденных в результате наводнения;

• площадь сельскохозяйственных угодий, охваченных наводнением;

• количество погибших сельскохозяйственных животных.

Обстановка в населенных пунктах существенно зависит от морально-

психологического состояния населения, а также инженерной обстановки (см.

выше). На морально-психологическое состояние населения влияют, в первую очередь, следующие факторы:

• степень и сроки оповещения о предстоящем наводнении;

• уровень заблаговременной подготовки населения к действиям в условиях наводнения;

• время года и суток;

• скорость подъема воды.

Если наводнение возникает внезапно, и заблаговременная подготовка населения не проводилась, то возникает паника, неорганизованное бегство, которые приводят к заторам и пробкам на пути эвакуации и дополнительным жертвам. Если погода холодная, ненастная, и наводнение наступает в темное время суток, обстановка усугубляется.

При заблаговременном оповещении и подготовке населения идет опе- ративная организованная эвакуация населения и материальных ценностей, принимаются меры по борьбе со стихией, мобилизуются органы управления, спасательные отряды и техника.

Обычно в населенных пунктах, подвергающихся частому затоплению (1 раз в 3–5 лет), население готово к стихийному бедствию и проводит забла- говременные мероприятия, направленные на защиту и снижение возможного ущерба.

Оценка обстановки складывается из оценки параметров наводнения и их влияния на здания, сооружения, почву, системы жизнеобеспечения.

2. ПОРАЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ ТЕХНОГЕННЫХ КАТАСТРОФ

1. Воздушно-ударная волна

2. Тепловые и осколочные поля

3. Выброс химически опасных веществ

4. Выброс радиоактивных веществ

Согласно ГОСТ Р 22.0.02-94 поражающий фактор источника ЧС это составляющая опасного явления или процесса, вызванная источником чрезвычайной ситуации и характеризуемая физическими, химическими и биологическими действиями или проявлениями, которые определяются или выражаются соответствующими параметрами. При этом выделяют первичные и вторичные поражающие факторы.

Рис. 1. Ударная волна

Одним из наиболее мощных поражающих факторов при авариях на пожаро-, взрывоопасных объектах является воздушно-ударная волна. Она образуется в результате внезапного выделения в ограниченном пространстве большого количества энергии, что обусловливает резкое повышение температуры и давления. Последующее быстрое расширение газов в зоне взрыва вызывает сильное его сжатие в примыкающих областях, порождая воздушную ударную волну (БУВ). Она распространяется во все стороны со сверхзвуковой скоростью, что вызывает возникновение уплотнения (избыточного давления) на ее передней движущейся границе, называемой фронтом ударной волны, за которым давление постепенно снижается. Время, за которое происходит снижение давления до атмосферного, называется

“положительной фазой ВУВ” Т ⁺. Затем наступает фаза разрежения, которая длится в течение времени Т ⁻ (рис. 1).

2. Тепловые и осколочные поля

Энергоносители (в первую очередь, углеводородные топлива) способны гореть и взрываться, т.е. создавать воздушно-ударную волну и тепловые поражающие поля. Технологическое оборудование при действии на него тепловых и ударных нагрузок разрушается с образованием осколочных полей. Дальность разлета осколков зависит от массы, размеров, начальной скорости. Радиус разлета фрагментов и осколков технологических установок подчиняется нормальному закону распределения вероятности, причем 45% всех фрагментов и осколков находится в пределах окружности радиуса 700 м.

Процесс горения на пожаро- и взрывоопасных объектах можно представить в виде двух последовательных процессов:

а) процесс разгорания, когда интенсивность горения нарастает;

б) процесс выгорания, когда интенсивность горения снижается до нуля, вследствие уменьшения горючего материала.

Основными параметрами пожаров, таким образом, являются характеристики и количество горючего вещества (пожарная нагрузка).

Облако пара или топливовоздушной смеси, переобогащенное топливом, и не способное поэтому объемно детонировать, начинает гореть вокруг своей внешней оболочки, образуя огневой шар. Такие шары, вызванные горением углеводородов, светятся и излучают тепло, что может причинить смертельные ожоги и вызвать возгорание горючих веществ. Поднимаясь, огневой шар образует грибовидное облако, ножка которого - это сильное восходящее конвективное течение. Такое течение может всасывать отдельные предметы, зажигать их и разбрасывать горящие предметы на большие площади. Огневой шар как поражающий фактор оценивается следующими параметрами:

- максимальный размер

- время существования огневого шара

- плотность теплового потока или мощность, выделяющаяся при сгорании шара.

При авариях на промышленных предприятиях масса огневого шара достигает 50 т, диаметр - 200 м, время существования - 14 с; а мощность при сгорании достигает 170 Гвт.

Пожары и взрывы на промышленных предприятиях могут приводить к образованию поражающих факторов как на территории предприятия, так и в на прилегающих территориях населенных пунктов. По масштабу распространения пожары подразделяются на отдельные, массовые, сплошные, огненный шторм.

Отдельные пожары возникают в зданиях, рассредоточенных по району при невысокой плотности застройки (менее 15-20%). При отдельных пожарах возможна эвакуация пострадавших через район пожаров.

Сплошные пожары охватывают значительную территорию (более 90%) и возникают при плотности застройки 20-30%. Проход через район пожаров невозможен и аварийно-спасательные и другие неотложные работы (АСиДНР) в районе можно проводить лишь через 4-10 часов после начала таких пожаров. Главная задача пожарных подразделений в этом случае - локализация района сплошных пожаров.

Сплошные пожары при плотной городской застройке, отсутствии

приземного ветра и малой влажности, при одновременном их возникновении в нескольких местах, могут превратиться в огненный шторм. В этом случае образуется мощный столб пламени, формирующийся воздушными потоками со скоростью 50 км/ч, движущимися к центру горящего района. Огненный шторм нельзя потушить. Войти в район пожара можно через двое суток.

Масштаб пожара определяется его видом и зависит от конкретной обстановки (климатические условия, характер застройки, готовностью сил пожарных подразделений и средств пожаротушения и др.). Количественно масштабы оцениваются длиной фронта пламени, а также плотностью пожаров по формуле

_P

,

₌ N _п п _N

где N_п - количество горящих зданий, N - общее число зданий в районе пожаров.

«Эффект домино». Для техногенных катастроф характерно появление

дополнительного комплексного поражающего фактора - так называемого “эффекта домино”, под которым понимается механизм вовлечения новых опасностей (ядовитые вещества, энергозапас, возникновение воздушной ударной волны (ВУВ), взрывы облаков топливо-воздушных смесей (ТВС), тепловое излучение огневых шаров и горящих разлитий, осколочные поля при полном разрушении сосудов под давлением и т.п.). Известен пример крупной ЧС в США в 1947 г., когда в порту Техас-Сити произошел взрыв нитрата аммония на корабле. Пламя перекинулось на близлежащие заводы по производству стирола, последовал взрыв, породивший вторичный пожар, который распространился в направлении города. В результате этого катастрофического происшествия около 2000 человек было ранено и 516 погибло.

“Эффект домино” наблюдается не только в ЧС техногенного характера, к инициированию этого эффекта могут приводить землетрясения, наводнения, ураганы, лавины и т.п.

При образовании облаков топливно-воздушных смесей (ТВС) в результате появления трещин в резервуарах, повреждения фланцевых соединений трубопроводов и т.д. и наличия источника воспламенения происходит взрывное (детонационное или дефлаграционное) превращение облака. Источник воспламенения в аварийной ситуации, как правило, всегда находится. Взрыв ТВС происходит с тем или иным временем задержки. Как показано на рис.5 наибольшая вероятность взрыва наблюдается в пределах от

0 до 5 мин с момента образования ТВС.

Рис. 5 Задержка воспламенения облака ТВФ

Рис. 6 Дрейф облака ТВФ

Облако ТВС до воспламенения может дрейфовать, что в ряде случаев усиливает эффект “домино” и делает его возможным не только внутри одного предприятия, но и среди нескольких предприятий. Дрейф обусловлен атмосферными процессами и временем достижения облаком нижнего концентрационного предела воспламенения.

Для упрощенной оценки последствий взрывных явлений существуют таблицы, в которых приведены радиусы поражения ВУВ облака ТВС (значения избыточного давления ВУВ в зависимости от массы облака и радиуса). При эффекте “домино” наблюдаются массовые пожары, уничтожающие 80-90% основных производственных фондов.

3. Выброс химически опасных веществ

Особенности современного производства и потребления связаны с переработкой, хранением, использованием в различных технологических процессах огромного количества опасных для жизнедеятельности веществ. При авариях, катастрофах на объектах, использующих такие вещества создаются чрезвычайные ситуации, соответствующие пункту 2.1.3

Классификации ЧС, т.е. аварии с выбросом или угрозой выброса химически опасных веществ. До недавнего времени существовало общепринятое название для таких веществ - СДЯВ (сильно действующие ядовитые вещества), т. е. - вещества, которые заражают воздух в опасных концентрациях, способных вызвать массовые поражения людей, животных и растений. К таким веществам относятся хлор, аммиак, сернистый ангидрид, трихлорфенол, или диоксин, метилизоцианат. В современной классификации такие вещества называются также АХОВ (аварийно химически опасные вещества). Далее мы будем употреблять именно эту аббревиатуру. Введение новых обозначений связано с

необходимостью подчеркнуть связь этих веществ с производственной деятельностью человека, в то время как обозначение СДЯВ часто использовалось в контексте применения химического оружия потенциальным противником. В настоящее время употребляют общий термин «химически опасные вещества» (ХОВ), подразделяя их на

«отравляющие вещества» (ОВ), т.е. боевые отравляющие вещества и АХОВ.

Совокупность последствий химического заражения местности АХОВ (ОВ), оказывающих влияние на деятельность объектов народного хозяйства (ОНХ), сил ГО и населения, называется химической обстановкой. Химическая обстановка создается в результате разлива (выброса АХОВ) или применения химического оружия с образованием зон химического заражения.

К наиболее крупным за последние десятилетия ЧС с выбросом

химически опасных веществ относятся авария в г. Севезо (Италия) в 1976 году, когда в результате выброса диоксина в сторону населенного района пострадало около 1 000 человек, а также авария на заводе американской фирмы «Юнион Карбайд» в г. Бхопал (Индия) в 1984 году, которая привела к гибели около 3 000 человек и тяжелому отравлению примерно

200 000 человек. Причиной таких тяжелых последствий был выброс сжиженного газа - метилизоцианата, который был промежуточным продуктом при производстве пестицидов.

Можно упомянуть также ЧС 1 августа 1981 г. в поселке Монтана (Мексика), когда в результате железнодорожной катастрофы из-за отказа тормозов 32 цистерны с хлором сошли с рельсов в узком ущелье. Разлилось

300 т хлора. Образовавшееся облако хлора накрыло поселок Монтана -

примерно 20 домов. Погибло 17 человек. В загазованную зону попали 500 человек, многие были отправлены в госпиталь. Тысячи людей покинули ближайший городок Серритос.

Аварии с выбросом химически опасных веществ отличаются разнообразием характера протекания, последствий, комплексным действием поражающих факторов в зависимости от характера производства, свойств используемых и хранящихся веществ, условий окружающей среды, поэтому АХОВ неоднородны по химическому строению, физико-химическим,

токсическим свойствам.

Классификация АХОВ. В основу классификации АХОВ положен прежде всего характер их воздействия на человека. По этому признаку они подразделяются на следующие группы:

первая группа - вещества с преимущественно удушающим и с выраженным прижигающим действием (хлор, треххлористый фосфор, оксихлорид фосфора), а также со слабым прижигающим действием (фосген, хлорпикрин, хлорид серы);

вторая группа - вещества преимущественно общеядовитого действия (окись углерода, синильная кислота, динитрофенол, этиленхлоргидрин, этиленфторгидрин);

третья группа - вещества, обладающие удушающим и общеядовитым действием, выраженным прижигающим действием (акрилонитрил), а также слабо прижигающим действием (сернистый ангидрид, окислы азота, сероводород);

четвертая группа - это нейротропные яды, т.е. вещества, действующие на формирование и передачу нервного импульса (сероуглерод, фосфорорганические соединения);

пятая группа - вещества, обладающие удушающим нейротропным действием (аммиак);

шестая группа - метаболические яды, т.е. вещества, нарушающие обмен веществ (этиленоксид, метилбромид, метилхлорид, диметилсульфат).

По степени воздействия на людей АХОВ делятся на 4 класса опасности, указанные в табл. 2.

Таблица 2

Показатели	Норма для класса токсической опасности
	1-го	2-го	3-го	4-го
Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны (ПДКр.з.), мг/мм3	менее 0,1	0,1 - 1,0	1,1 - 10	более 10
Средняя смертельная концентрация в воздухе, мг/м	менее 500	500 -5000	5001-50000	более 5000
Средняя смертельная доза при попадании в желудок, мг/кг	менее 15	15 -150	151 - 500	более 500
Средняя смертельная доза при попадании на кожу, мг/кг	менее 100	100 - 500	501 - 2500	более 2500

Таким образом, каждое химически опасное вещество имеет несколько показателей опасности. Отнесение АХОВ к классу токсической опасности производят по показателю, значение которого соответствует наиболее высо- кому классу опасности. Введение такой классификации обусловлено тем, что в ряде случаев высокотоксичные соединения оказываются, вследствие особенностей их физико-химических свойств, относительно малоопасными и, наоборот, умеренно и малотоксичные вещества при определенных усло- виях становятся высокоопасными, например, аммиак. Вещества I и II клас- сов способны образовывать опасные для жизни и здоровья людей концен- трации даже при небольших утечках. Степень опасности химического веще-

ства при авариях на ХОО в значительной мере зависит от его количества на аварийном объекте.

При оценке потенциальной опасности химических веществ

необходимо принимать во внимание не только токсические, но и физико- химические свойства, характеризующие их поведение в атмосфере, на местности и в воде. В частности, важнейшим физическим параметром, определяющим характер поведения токсичных веществ ингаляционного действия при выбросах (проливах), является максимальная концентрация их паров в воздухе. В промышленной токсикологии используют показатель, учитывающий одновременно токсические свойства и летучесть веществ - коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО). Этот коэффициент равен отношению максимально возможной концентрации

паров вещества при 20⁰С к его смертельной концентрации (LC 450).

В таблице П4 Приложения приведены основные характеристики наиболее распространенных АХОВ, их воздействие на человека, способ защиты от них, способы оказания первой помощи и обеззараживания территории.

Классификация АХОВ по агрегатному состоянию. По агрегатному

состоянию в принятых условиях производства, хранения и транспортировки АХОВ делятся на сжатые газы, сжиженные газы, жидкости и твердые вещества.

По способам хранения и перемещения все опасные химические вещества, в том числе АХОВ, можно разделить на пять основных категорий.

Первая категория - вещества, у которых критическая температура ниже температуры окружающей среды. Эти вещества часто называют "криогенными". К ним относятся сжиженный природный газ (метан), окись

азота и др. При резкой разгерметизации емкостей с этими веществами происходит быстрое их превращение в первичное паро-аэрозольное облако.

Вторая категория - вещества, у которых критическая температура выше, а точка кипения ниже температуры окружающей среды. К ним относятся АХОВ, хранящиеся в сжиженном состоянии (аммиак, закись азота, сернистый ангидрид, сероводород, хлор, хлористый водород). При разгерметизации емкостей с этими веществами часть их быстро (за 2-3 мин.) переходит в паро-аэрозольное состояние, остальная масса испаряется за более продолжительное время.

Третья категория - вещества, у которых критическое давление выше атмосферного и точка кипения выше температуры окружающей среды. К ним относятся АХОВ, имеющие относительно невысокую температуру

кипения (четырехокись азота, фосген, окись этилена, фтористый водород,

хлорциан, цианистый водород и др.) При повышенных температурах (30-50

5о 0С и выше) эти вещества по своему поведению будут приближаться к веществам второй категории.

Четвертая категория - вещества, находящиеся в обычных условиях (при атмосферном давлении и температуре окружающей среды от -60 5о 0С до +60 5о 0С) в жидком состоянии. К ним относится значительная часть

АХОВ (несимметричный диметилгидразин, концентрированные серная, соляная и азотная кислоты, ацетонитрил, ацетонциангидрин, нитрил акриловой кислоты, хлороксид фосфора, хлорпикрин и др.).

Пятая категория - вещества, хранящиеся в твердом состоянии (диоксин, комовая сера, нитрофоска, соли тяжелых металлов и др.). Многие из них становятся опасными при пожарах, другие - при попадании в грунт и воду.

4. Выброс радиоактивных веществ

Развитие ядерной энергетики, разнообразных технологий, приборов и аппаратов, использующих радиоактивные вещества, а также военное производство создает в техносфере дополнительный источник опасности - радиационные аварии, сопровождающиеся выбросом радиоактивных веществ (радионуклидов в окружающую среду). На протяжении всего периода существования ядерной энергетики и радиохимического производства такие ситуации возникали неоднократно. Приведем лишь несколько примеров. Они относятся к авариям, происшедшим в СССР и США с 1954 по 1986 годы. Всего же атомные электростанции существуют в 27 странах.

1954 г. Детройт. Авария исследовательского реактора. Загрязнение воздуха радиоактивными газами.

1957 г. Авария на оборонном предприятии на Южном Урале (взрыв

бетонной емкости с продуктами деления ядерного топлива), приведшая к выбросу радиоактивных веществ из хранилища радиоактивных отходов привела к радиоактивному загрязнению 15 000 км² территории Челябинской, Свердловской и Тюменской областей.

1959 г. США. Расплав части топливных элементов на экспериментальном энергетическом реакторе в Санта-Сюзанне (Калифорния).

1966 г. СССР. Авария на ядерном реакторе в г. Мелелесь.

1971 г. США. Из хранилища отходов реактора в Монттело (Минессота) в реке Миссисипи вытекло около 200 тыс. литров загрязненной радиоактивными веществами воды.

1974 г. СССР. Взрыв железобетонного газгольдера выдержки радиоактивных газов на 1-м блоке Ленинградской АЭС.

1974 г. СССР. Разрыв промежуточного контура на 1-м блоке Ленинградской АЭС. Высокоактивные воды были выброшены в окружающую среду.

1975 г. СССР. Частичное разрушение активной зоны на 1-м блоке

Ленинградской АЭС. Во внешнюю среду выброшено около 1,5 млн. кюри высокоактивных радионуклидов.

1978 г. СССР. Пожар на 2-м блоке Белоярской АЭС. При организации подачи аварийной охлаждающей воды в реактор переоблучились 8 человек.

1979 г. США. Расплавление активной зоны реактора на АЭС “Тримайл-

Айленд”. Выброс радиоактивных газов в атмосферу и в реку Сухуахана.

1979 г. США. Выброс обогащенного урана с завода производству ядерного топлива возле г. Эрвинга.

1982 г. СССР. Разрушение центральной топливной сборки на 1-м блоке

Чернобыльской АЭС. Выброс радиоактивных веществ в промышленную зону и г. Припять.

26 апреля 1986 г. СССР. Крупнейшая катастрофа в истории атомной энергетики - авария в Чернобыле на 4-м блоке АЭС.

При радиационных авариях образуются такие основные поражающие факторы, как радиационное воздействие (проникающая радиация), радиоактивное заражение (загрязнение). Кроме того, как и при авариях на ХОО радиационные аварии могут сопровождаться пожарами и взрывами с образованием тепловых и осколочных полей. Следует различать радиационное воздействие, или проникающую радиацию и радиоактивное загрязнение.

Проникающая радиация воздействует на людей, животных, растения, а также на технику, содержащую чувствительные к излучению электронные устройства. Проникающая радиация представляет собой электромагнитное

гамма-излучение, интенсивность которого убывает пропорционально

квадрату расстояния. Проникающая радиация приводит к внешнему облучению людей и животных. Основным источником проникающей радиации при авариях на атомных электростанциях обычно является так называемое облако выброса - часть продуктов деления ядерного топлива, находящаяся в парообразном или аэрозольном состоянии.

Радиоактивному заражению подвергаются большие территории, как непосредственно прилегающие к месту аварии, так и отделенные от него на сотни километров («пятна» радиоактивного загрязнения). Радиоактивное

заражение как поражающий фактор воздействует только на людей и другие живые организмы. Поражающее действие радиоактивного заражения продолжается в течение длительного времени (в зависимости от состава радионуклидов от нескольких суток, месяцев до десятков и даже сотен лет). При употреблении загрязненных радионуклидами пищи и воды, вдыхании радиоактивной пыли человек и животные подвергаются внутреннему облучению.

В первые сутки после радиационной аварии воздействие на людей

определяется внешним облучением от радиоактивного облака и радиоактивных выпадений на местности и внутренним облучением в результате вдыхания радионуклидов. В последующее время вредное воздействие и накопление эквивалентной коллективной дозы у людей будет обусловлено вовлечением выпавших радионуклидов в трофические цепи. Принято считать, что в течение 50 лет после аварии с выбросом радиоактивных веществ доза от внешнего облучения составляет около 15%, а доза от внутреннего облучения - около 85% суммарной эквивалентной дозы.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение чрезвычайной ситуации.

2. Какой основной документ регламентирует обеспечение безопасности в ЧС?

3. Как классифицируются ЧС по причинам возникновения?

4. Как классифицируются ЧС по масштабу?

5. Дайте определение стихийным явлениям природы.

6. Приведите и объясните основные понятия, связанные с природными явлениями.

7. Назовите основные виды природных стихийных явлений.

8. Приведите классификацию опасных природных явлений по их происхождению.

9. Дайте классификацию природных катастроф по локализации причины их возникновения.

10.Что такое эпизоотия, панзоотия, эпифитотия, панфитотия?

11.Назовите общие закономерности природных стихийных явлений.

12.Каково влияние антропогенной деятельности на возникновение природных катастроф? Приведите примеры.

13.Назовите основные поражающие факторы техногенных катастроф.

14.Объясните механизм образования и действия ударной волны.

15.Как образуются тепловые и осколочные поражающие поля?

16.Что такое «эффект домино»? При каких обстоятельствах «эффект домино» может усиливаться?

17.Объясните механизм образования «огневого шара».

18.Назовите виды пожаров по масштабу распространения. От каких факторов зависит масштаб распространения пожара? Оцените возможности эвакуации населения и проведения аварийно- спасательных и других неотложных работ при различных видах пожаров.

19.Расшифруйте аббревиатуру «АХОВ». Дайте определение АХОВ.

Назовите вещества, относящиеся к АХОВ.

20.Назовите известные Вам крупные аварии с выбросом АХОВ.

21. Дайте определение понятию «химическая обстановка».

22. По каким признакам классифицируются АХОВ? Назовите виды

АХОВ соответственно различным классификациям.

23. Какие показатели используются для оценки токсичности АХОВ?

24. Назовите известные Вам аварии с выбросом радиоактивных веществ.

25. Чем определяется вредное воздействие на людей в первые сутки после радиационной аварии, в последующее время?