Общая характеристика чрезвычайных ситуаций геологического характера

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 30Следующая ⇒

Землетрясение – это подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие, в основном, в результате внезапных смещений и разрывов в земной коре или верхней мантии и передающиеся на большие расстояния.

Сейсмическая опасность при землетрясениях определяется не только колебаниями грунта, но и возможными вторичными факторами, к которым можно отнести лавины, оползни, обвалы, опускание (просадку) и перекосы земной поверхности, разрушение грунта, наводнения при разрушении и прорыве плотин и защитных дамб, а также пожары.

В результате деятельности человека могут возникать искусственно вызванные, или техногенные, землетрясения. Их сила меняется от небольших колебаний грунта, связанных с движением транспорта, до заметных сотрясений, вызванных подземными ядерными испытаниями, созданием водохранилищ и закачкой вод в глубокие горизонты.

Несравненно чаще и гораздо сильнее землетрясения, вызванные факторами природного характера, прежде всего выделением тепла в недрах Земли. Их причинами являются: вулканизм, образование разрывных нарушений в земной коре, суммарное воздействие различных факторов.

Место разрушения породы называют гипоцентром. В зависимости от глубины гипоцентра, землетрясения подразделяются на нормальные (при глубине до 70 км), промежуточные (от 70 до 300 км) и глубокофокусные (более 300 км).

Проявление землетрясения в тех или иных районах называют сейсмичностью. Количественно сейсмичность характеризуется как магнитудой, так и интенсивностью. Интенсивность землетрясения характеризует силу землетрясения, которая зависит от расстояния, убывая от эпицентра к периферии. Землетрясения, в зависимости от интенсивности колебаний поверхности земли, разделяются на следующие группы: слабые (1 – 3 балла); умеренные (4 балла); довольно сильные (5 баллов); сильные (6 баллов); очень сильные (7 баллов); разрушительные (8 баллов); опустошительные (9 баллов); уничтожающие (10 баллов); катастрофические (11 баллов); сильно катастрофические (12 баллов).

В пределах от 6 до 9 баллов по шкале ИФЗ (Институт физики Земли), рекомендованной Бюро межведомственного совета по сейсмологии и сейсмическому строительству АН РФ, интенсивность землетрясения устанавливается по параметрам колебаний на поверхности земли (см. таблицу 6).

Таблица 6. Параметры максимумов колебаний поверхности Земли, соответствующие интенсивности землетрясения

Интенсивность в баллах	Ускорение смещения грунта, см/с², при периоде Т³ 0, 1 с	Скорость колебаний грунта, см/с
	30 - 60	3, 0 - 6, 0
	61 - 120	6, 1 - 12, 0
	121 - 240	12, 1 - 24, 0
	241 - 480	24, 1 - 48, 0

Участки поверхности Земли, подверженные землетрясениям, распределены довольно неравномерно: до 90% их приходится на кольцевой тихоокеанский пояс. В год происходит более 20 сильных землетрясений, вызывающих большие разрушения. За год регистрируется около миллиона небольших толчков. Обычно землетрясения повторяются в одних и тех же районах, но закономерности в их повторяемости установить не удается.

По интенсивности землетрясений осуществляется сейсмическое районирование, которое заключается в том, что сейсмически опасные районы разделяют на зоны с одинаковым сейсмическим воздействием. На основе этого районирования разработаны карты сейсмического районирования и список населенных пунктов РФ, расположенных в сейсмических районах, с указанием принятой для них сейсмичности в баллах и повторяемости землетрясений. Распределение площадей зон различной интенсивности приведены в таблице 7.

Таблица 7. Зоны различной интенсивности сейсмических воздействий

Регион Площадь (тыс.км²) при интенсивности в баллах

Более 9

Алтай и Саяны

Восточная Сибирь

Якутия и районы Магадана -

Чукотка - -

Камчатка и Камчатские острова

Курильские острова - - -

Сахалин - -

Приморье - -

Крым Кавказ -

По внешним проявлениям последствий землетрясений на поверхности Земли определяется их интенсивность, выражаемая в баллах (таблица 8).

Таблица 8. Краткая характеристика результатов землетрясений и их оценка в баллах (по шкале МSК-64)

Интенсивность, баллы Характеристика землетрясения Внешний эффект

Незаметное Колебание почвы отмечается приборами

Очень слабое Ощущается в отдельных случаях людьми, находящимися в спокойном состоянии

Слабое Колебания отмечаются немногими людьми

Умеренное Отмечается многими людьми, возможно дребезжание стекол

Довольно сильное Качание висячих предметов, многие спящие просыпаются

Сильное Легкие повреждения в зданиях, тонкие трещины в штукатурке

Очень сильное Трещины в штукатурке и откалывание отдельных кусков, тонкие трещины в стенах

Разрушительное Большие трещины в стенах, падение карнизов, дымовых труб

Опустошительное Обвалы в некоторых зданиях: обрушение стен, перекрытий, кровли

Уничтожающее Обвалы во многих зданиях. Трещины в грунтах до метра шириной

Катастрофа Многочисленные трещины на поверхности Земли, большие обвалы в горах

Сильная катастрофа Изменение рельефа в больших размерах

Наряду с тектоническими процессами, землетрясения могут возникнуть и по другим причинам. Одной из таких причин являются вулканы. Извержение лавы из кратера сопровождается выделением энергии и порождает вулканические землетрясения. По сравнению с тектоническими явлениями сейсмические толчки, вызванные вулканической деятельностью, представляют собой менее опасное природное явление, так как большая часть энергии разряжается в атмосферу.

Другую категорию образуют обвальные землетрясения, которые происходят в результате обрушения кровель шахт или подземных пустот и вызывают волны в грунте. Эти землетрясения относятся к категории слабых.

Классификация землетрясений, в зависимости от причины их возникновения, приведена на схеме на рис.1.

Землетрясения

тектонические вулканические обвальные вызванные деятельностью человека

краевые (на краях) тектонических плит внутриплитовые горноударные оползневые заполнение водохранилищ закачка воды в скважины

Рис. 1. Классификация землетрясений в зависимости от причин их возникновения

Землетрясения большой силы происходили во все века. В частности, есть довольно детальные документальные данные о землетрясении в Китае в 1556 г. (830000 погибших); в Португалии в 1755 г. (полностью уничтожена треть Лиссабона, 60000 погибших). В 1976 г. произошло сильное землетрясение в Китае (провинция Тан-шань). С лица Земли были стерты город с миллионным населением и ближайшие поселки. Погибло 650000 человек и более 700000 получило ранения.

По подсчетам сейсмологов, землетрясения вызвали в сумме гибель более 13 млн. человек. По мере развития цивилизации и концентрирования жителей в крупных городах последствия землетрясений становятся все более ужасающими: гибнут люди, рушатся здания, рвутся трубопроводы.

При этом необходимо отметить, что важный вклад в количество спасенных людей – это предельно сжатые сроки выполнения спасательных работ, так как через сутки после землетрясения 40% числа пострадавших, получивших тяжелые травматические повреждения, относятся к безвозвратным потерям, через трое суток – 60%, а через шесть суток – 95%. Данная статистика свидетельствует о необходимости проведения спасательных работ по извлечению людей из завалов как можно быстрее. Даже при массовых разрушениях спасательные работы необходимо завершить в течение пяти суток.

Рассмотрим меры безопасности, которые должны быть предприняты для уменьшения трагических последствий землетрясений. Прежде отметим, что точно прогнозировать место, время и интенсивность землетрясений пока невозможно. Однако в сейсмоопасных районах просто необходимо проводить следующий ряд мероприятий по защите от землетрясений:

Целесообразно составлять карты изосейст. Для этого интенсивности землетрясений, определенные в каждом пункте, наносятся на карту, и по ним проводятся изосейсты - линии, разделяющие участки с разной интенсивностью. Главная ценность такой карты в том, что она привлекает внимание к участкам с недостаточно прочными постройками, особенно при плохих грунтах основания. Это должно уменьшать разрушительные последствия будущих землетрясений.

Обязательно обеспечивать сейсмостойкость построек. Особое внимание следует уделять предприятиям, аварии на которых могут привести к выбросам отравляющих веществ. По данным американских специалистов, стоимость строительства сейсмостойких сооружений возрастает менее, чем на 10%, если все учесть на стадии проектирования.

Учитывать, что при выборе строительных конструкций наиболее безопасны те, которые способны двигаться как единое целое, т.е. так, чтобы отдельные их части не ударялись друг о друга.

Не возводить постройки на неустойчивых грунтах: лучшим основанием для крупных построек оказываются скальные выходы коренных горных пород, не имеющие разрывных нарушений.

Учитывать различный уровень риска, для чего создавать карты сейсмической опасности с конкретными особенностями геологической ситуации.

Привести ныне существующие постройки в соответствие со стандартами сейсмостойкости, что является серьезной проблемой.

Составлять планы мероприятий по смягчению последствий подземных толчков.

Оползни – это смещение масс горных пород по склону под воздействием собственного веса и дополнительной нагрузки вследствие подмыва склона, переувлажнения, сейсмических толчков и иных процессов.

Оползни образуются в различных породах в результате нарушения их равновесия или ослабления прочности. Они вызываются как естественными, так и искусственными (антропогенными) причинами. К естественным причинам относятся увеличение крутизны склонов, подмыв их оснований морскими и речными водами, сейсмические толчки и др. Искусственными причинами являются разрушения склонов дорожными выемками, чрезмерный вынос грунта, вырубка леса, неправильная агротехника склонных сельскохозяйственных угодий и т.п. Согласно международной статистике до 80% современных оползней связано с антропогенными факторами.

По механизму оползневого процесса они подразделяются на оползни сдвига, выдавливания, вязкопластические, гидродинамического выноса, внезапного разжижения. Часто оползни имеют признаки комбинированного механизма.

По месту образования оползни бывают горными, подводными, снежными и искусственных земляных сооружений (котлованов, каналов, отвалов породы). Оползни происходят при крутизне склона 19⁰ и более. На глинистых грунтах при избыточном увлажнении они могут возникать и при крутизне в 5-7⁰.

Мощность оползней характеризуется объемом смещающихся пород, который может составлять от сотни до миллионов кубических метров. По масштабам оползни подразделяются на крупные, средние и мелкомасштабные. Крупные оползни вызываются, как правило, естественными причинами и образуются вдоль склонов на протяжении сотен метров. Их толщина достигает 10-20 м и более, при этом оползневое тело часто сохраняет свою монолитность. Средние и мелкомасштабные оползни имеют меньшие размеры и более характерны для антропогенных процессов. Масштаб оползней часто характеризуется вовлеченной в процесс площадью. В этом случае они подразделяются на грандиозные – 400 га и более, очень крупные – 400-200 га, крупные – 200-100 га, средние – 100-50 га, мелкие – 50-5 га и очень мелкие – до 50 га.

Скорость движения оползня в зависимости от условий может составлять от 0, 06 м/год до 3 м/с. В зависимости от количественных показателей присутствия воды оползни делятся на сухие, слабовлажные влажные и очень влажные.

Селевые потоки

Селевой очаг - участок селевого русла или селевого бассейна, имеющий значительное количество рыхлообломочного грунта или условий для его накопления, где при определенных условиях обводнения зарождаются сели.

Селевым потоком (селем) называют стремительные русловые потоки, состоящие из смеси воды и обломков горных пород, внезапно возникающие в бассейнах небольших горных рек.

Непосредственными причинами зарождения селей служат ливни, интенсивное таяние снега и льда, прорыв водоемов, землетрясения, извержения вулканов. Несмотря на разнообразие причин, механизмы зарождения селей имеют много общего и могут быть сведены к трем главным типам: эрозионному, прорывному и обвально-оползневому.

При эрозионном механизме зарождения вначале идет насыщение водного потока обломочным материалом за счет смыва и размыва селевого бассейна и затем - формирование селевой волны в русле.

При прорывном механизме зарождения водяная волна за счет интенсивного размыва и вовлечения в движение обломочных масс сразу превращается в селевую волну, но с изменчивой насыщенностью.

При обвально-оползневом механизме зарождения, когда происходит смыв массива водонасыщенных горных пород (включая снег и лед) насыщенность потока и селевая волна формируются одновременно (насыщенность сразу практически максимальна).

Селевые потоки бывают: водно-каменными; водно-песчаными и водно-пылеватыми; грязевыми; грязекаменными; водно-снежно-каменными.

Водно-каменный сель - такой поток, в составе которого преобладает крупнообломочный материал. Формируется в основном в зоне плотных пород.

Водно-песчаный - такой поток, в котором преобладает песчаный и пылеватый материал. Возникает в основном в зоне лессовидных и песчаных почв во время интенсивных ливней, смывающий огромное количество мелкозема.

Грязевой сель близок к водно-пылеватому. Формируется в районах распространения пород преимущественно глинистого состава.

Грязекаменный сель характеризуется значительным содержанием в твердой фазе глинистых и пылеватых частиц с явным их преобладанием над каменной составляющей потока.

Водно-снежно-каменный сель - переходная стадия между собственно селью, в которой транспортирующей средой является вода, и снежной лавиной.

Формирование селей обусловлено определенным сочетанием геологических, климатических и геоморфологических условий: наличием селеформирующих грунтов, источников интенсивного обводнения грунтов, а также геологических форм, способствующих образованию достаточно крутых склонов и русел.

Источниками питания селей твердыми составляющими являются ледниковые морены с рыхлым заполнением, рыхлообломочный материал осыпей, оползней, обвалов, смывов, русловые завалы и загромождения, образованные предыдущими селями, древесно-растительный материал. Источниками питания селей водой являются дожди и ливни, ледники и сезонный снежный покров, воды горных рек.

Наиболее часто образуются сели дождевого питания, основным условием формирования которых является количество осадков, способных вызвать смыв продуктов разрушения горных пород и вовлечь их в движение (таблица ____).

Таблица _____

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 789 10 11 12 Следующая ⇒