Оценивание обстановки по чрезвычайной ситуации (ЧС)

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

Задача: Объем водоема ГЕС W = 70 млн. м³, ширина надреза В=100 м, глубина водоема перед дамбой Н=50 м, средняя скорость движения волны V - 5м/с.

Определить параметры волны на расстоянии: 25; 50 и 100 км от дамбы за ее разрушение.

Решение:

1. Определяем время прибытия волны на заданном расстоянии:

t_пр = R/V, час;

при этом, скорость движения воды V переведем в км/час:

V=5*3600=5*3, 6=18, 0 км/час.

t_пр₂₅= 25/18=1, 4 час; t_пр₅₀ = 50/28=2, 8 час; t_пр₁₀₀ = 100/18=5, 6 час.

Согласно с разработками МНС, воспользуемся таблицей 5.1.

Таблица 5.1 – Высота волны во время прохождения воды

Параметры	Расстояние от гребли, км

Высота волны h, час	0, 25H	0, 2 H	0, 15 H	0, 075 H	0, 05 H	0, 03 H	0, 02 H
Продолжительность прохождения волны t, час	Т	1, 7 Т	2, 6 Т	4 Т	5 Т	6 Т	7 Т
H, м
Максимальные расходы на 1м надреза N, м³/с*м

2. По таблице определяем высоту волны на заданных расстояниях:

h₂₅=0, 2H = 0, 2*50 = 10 м;

h₅₀= 0, 15H = 0, 15*50 = 7, 5 м;

h₁₀₀=0, 075H= 0, 075*50 = 3, 75 м.

2. Определяем длительность прохождения волны (t) на заданных расстояниях:

T=W/N*B*3600,

где N - табличная величина; 3600 - переводный коэффициент в часы, Т – время опустошение водоема

T=70*10⁶/350*100*3600=0, 55 час.

Тогда:

t₂₅ = 1, 7* Т = 1, 7*0, 55 = 1час; t₅₀=2, 6*Т = 2, 6 *0, 55 = 1, 5 час; t₁₀₀= 4*T = 4* 0, 55 = 2, 2час.

Таблица 5.2 - Расчетные данные

Варианты	Объем водоема W, млн. м³	Ширина В, м	Глубина Н, м	Скорость движения V, м/час











				4, 5


				5, 5
				4, 5


				6, 5





				7, 5

Выводы:

При условиях приведенного примера нужно принять экстраординарные меры относительно населения, связанных с разрушением ГЕС на расстоянии 25 км и на протяжении одного часа эвакуировать людей и машины от реки не менее чем на1...3 км; на расстоянии 50 км следует эвакуировать людей до 2-х км.

Общее понятие о землетрясениях

Землетрясения - это сейсмические явления, которые возникают в результате внезапных сдвигов и разрывов в земной коре или верхней части мантии, которые передаются на большие расстояния в виде резких колебаний, которые приводят к разрушению домов сооружений, к пожарам и человеческим жертвам.

Большинство землетрясений, как на суходоле, так и под дном океана принадлежат к группе тектонических.

Причины землетрясений

Причины землетрясений бывают разные: тектонические, вулканические, что представляют наибольшую опасность, а также обвальные, приведенные и тд.

Физико-химические процессы, которые происходят внутри Земли, вызывают изменение физического состояния Земли, объема и других свойств вещества. Это приводит к нагромождению упругих напряжений в определенной области земного шара. Когда упругие напряжения превышают границу прочности вещества, происходит разрыв и перемещение больших масс земли, что сопровождаться сотрясениями большой силы. Именно это и вызывает сотрясение Земли - землетрясение.

Землетрясением так же обычно называют любые колебания земной поверхности и недр, какими бы причинами они не предопределялись - эндогенными или антропогенными и какой бы интенсивности они не были.

Землетрясения происходят на Земле негде угодно. Они концентрируются в сравнительно узких поясах, приближенных преимущественно к высоким горам или глубоким океаническим желобам. Первый из них — Тихоокеанский — окружает Тихий океан; второй - Средиземнотрансазиатский - простирается от середины Атлантического океана через бассейн Средиземного моря, Гималаи, Восточную Азию вплоть до Тихого океана; в конечном итоге, Атланто-арктический пояс захватывает серединный Атлантический подводный хребет, Исландию, подводный хребет Ломоносова в Арктике и т.д. Землетрясения происходят также в зоне африканских и азиатских впадин, таких, как Красное море, озера Танганьика и Ньяса в Африке, Иссык-куль и Байкал в Азии. Дело в том, что наивысшие горы или глубокие океанические желоба в геологическом масштабе являются молодыми образованиями, так как находятся в процессе формирования. Земная кора в таких областях является подвижной. Значительная часть землетрясений связана с процессами горообразования. Такие землетрясения называют тектоническими. Ученые составили специальную карту, на которой отмечено, какой силы землетрясения происходят или могут произойти в разных районах нашей страны: в Карпатах, Крыму, на Кавказе и в Закавказье, в горах Памира, Тянь-Шаня, Западной и Восточной Сибири, Прибайкалье, на Камчатке, Курильских островах и в Арктике. Бывают еще и вулканические землетрясения. Лава и раскалённые газы, которые бурлят в недрах вулканов, давят на верхние слои Земли, как пар кипящей воды на крышку чайника. Вулканические землетрясения достаточно слабы, но продолжаются долго: недели, и даже месяцы. Наблюдались случаи, когда они возникают перед извержением вулканов и служат предвесниками катастрофы.

Сотрясения земли могут быть также вызваны обвалами и большими сдвигами. Это местные обвальные землетрясения.

Обычно сильные землетрясения сопровождаются повторными толчками

мощность которых постепенно уменьшается.

При тектонических землетрясениях происходит разрыв или перемещение горных пород в определенном месте в глубине Земли, названному центром землетрясения, или гипоцентром. Глубина его обычно достигает нескольких десятков километров, а в отдельных случаях и сотен километров. Участок Земли, расположенный над центром, где сила подземных толчков достигает наибольшей величины, называется эпицентром. Иногда нарушение в земной коре - трещины, выбросы - достигают поверхности Земли. В таких случаях мосты, дороги, сооружения становятся разорванными и разрушенными. При землетрясении в Калифорнии 1906 году образовалась трещина длиной в 450 км. Участки дороги возле трещины сдвинулись на 5...6 м. Во время Гобийского землетрясения (Монголия) 4 декабря 1957 г. возникли трещины общей длиной 250 км. Вдоль них образовались уступы до 10 м. Бывает, что после землетрясения большие участки земли опускаются и заливаются водой, а в местах, где уступы пересекают реки, появляются водопады.

Как изучают землетрясения?

Приблизительно через двадцать минут после сильного землетрясения о нем могут узнать сейсмологи всего земного шара. Для этого не нужные ни радио, ни телеграф. Землетрясение само сообщает о себе. Как это происходит? При землетрясении перемещаются, колеблются части горных пород. Они толкают соседние части, которые передают толчок еще дальше в виде упругой волны.

Следовательно, сотрясение передаётся цепочкой и расходится в виде упругих волн в разные стороны; постепенно, по мере отдаления от центра землетрясения, волна ослабевает. Представление о таких упругих волнах может дать грузовик, когда она идет неровной улицей. Упругие волны вызывают сотрясение ближайших домов. Известно, например, что упругие волны передаются рельсами далеко заранее от поезда, который мчит, наполняя рельсы равным, едва слышным гулом.

Упругие волны, которые возникают при землетрясении, называются сейсмическими. Самые быстрые из них распространяются в поверхностных слоях Земли со скоростью от 5 до 8 км/сек, а внутри Земли - до 13 км/сек.

Запись землетрясений

Когда вы находитесь в автобусе, то при движении машины с места отклоняетесь назад, а при резком торможении - вперед. Почему это происходит? Когда автобус резко трогается, то ваше тело стремится сберечь состояние покоя. Ноги, которые опираются на пол автобуса, «выезжают» из-под вас, и вы падаете назад. Свойство сохранять первичное состояние покоя или равномерного движения называется инерцией.

Это же свойство инерции используется и в специальном приборе - сейсмографе, который определяет силу землетрясения. Главная часть сейсмографа - маятник - представляет собой груз, подвешенный как в маятнике в настенных часах или на пружине. Когда почва колеблется, груз маятника сейсмографа отстает от его движения. Если к маятнику прикрепить иглу и к ней прижать закопченное стекло так, чтобы игла, лишь сталкивалась с его поверхностью, выйдет наиболее простой сейсмограф, которым пользовались раньше. Почва, а вместе с ним и стеклянная пластинка колеблются, груз маятника и игла остается неподвижным, а игла очерчивает на закопченной поверхности кривую колебания Земли. Если вместо иглы к маятнику прикрепить зеркало и направить на него луч света, то отбитый луч - «зайчик» - отображает колебания почвы в увеличенном виде. Такой «зайчик» направляют на ленту фотобумаги, которая равномерно двигается. После проявления на этой ленте можно увидеть записанные колебание - кривую колебаний Земли во времени.

Прекрасное достижение науки - электрический сейсмограф для записи наименьших колебаний почвы. Его изобрел академик Б. Голицын. Этот прибор регистрирует землетрясения, которые происходят на расстоянии до 20 тыс. км. Так, например

сейсмографы Голицына, установленные на сейсмической станции «Москва», отмечают колебания от землетрясений, которые совершаются в таких отдаленных местах, как Южная Америка или Антарктида.

Если центр землетрясения находится в предгорьях Памира на расстоянии около 3 тыс. км от Москвы, то через несколько минут после начала землетрясения упругие волны достигнут Москвы.

Запись сотрясений почвы называется сейсмограммой. Академик Б. Голицын изобрел способ, как по сейсмограмме даже одной станции узнать, где происходило землетрясение.

На сейсмических станциях приборы работают круглосуточно, следя за сейсмическими волнами - предвесниками далеких и близких подземных толчков. В приборах применяется автоматика, а ряд вычислений при обработке наблюдений выполняется на электронно-вычислительных машинах.

В зависимости от типа землетрясения применяют несколько магнитудных шкал. Сейсмические волны разделяются на волны сжатия и волны сдвига. Волны сжатия называются первичными (Р-волнами) или продольными волнами. Скорость распространения такой волны в 1, 7 раз больше скорости распространения волн сдвига. Волны сдвига, или поперечные сейсмические волны, вынуждают части пород колебаться перпендикулярно к направлению распространения волны и называются вторичными (S-волнами). Существует еще третий тип упругих волн - длинные или поверхностные волны (L-волны), именно они вызывают мощнейшие разрушения. Интенсивность (сила) у землетрясения характеризует степень разрушения и измеряется по шкале МSК-64 (Медведева -Шпонхайера - Карника) в баллах (0...12). В России используется шкала Медведева - Адамса, тоже в 12 баллах.

Блюмом предложена техническая шкала интенсивности землетрясений. В Японии используют шкалу из семи магнитуд К. Вадатти. Именно из этой шкалы и заимствовал И.Ф. Рихтер логарифмический масштаб. Для локальных землетрясений во многих районах мира, например в Новой Зеландии, Италии и др., используют шкалы: где Росси, Форели, Меркалли. Отображая силу землетрясений „Магнитудний" масштаб Рихтера отвечает амплитуде небольшого горизонтального сдвига, записанного сейсмографом на расстоянии 10 км от эпицентра (точки земной поверхности над фокусом землетрясения).

В зависимости от расстояния и глубины фокуса землетрясения, что определяются с помощью эмпиричных таблиц графиков (Gibluly, Waters, Woodford, 1968), определяется суммарная энергия (Е), что связанна с магнитудой (М):

lgE=11, 4+1, 5M.

Рихтер установил, что высвобожденная энергия в 31, 6 раз больше той, которая существовала в предыдущей единице шкалы. Другие алгебраические зависимости показывают, что при увеличении магнитуды на единицу высвобождается в 60 раз больше энергии. Наибольшие землетрясения высвобождают энергии в 10²⁵ эрг (1 эрг = 10^-7 Дж), что есть эквивалентное к энергии 12 тыс. атомных бомб типа хиросимской.

Землетрясения с магнитудой свыше 7 за шкалой Рихтера - сильные землетрясения, а с магнитудой свыше 8 - большие землетрясения.

На протяжении нескольких десятков лет шкала Рихтера уточнялась; сегодня существуют несколько производных шкал, например:

- магнитуда объемных волн

M₀=lg(A/T)+Q(D, h),

Где А-амплитуда колебаний земли (в микрометрах по сейсмографу);

Т-период волны (в секундах) и Q-исправления, которые зависят от расстояния эпицентра D и глубины очага землетрясения h.

- магнитуда поверхностных волн

Mn=lg(A/T)+1, 66lgD+3, 3

Эта шкала плохо работает при М=8 через перенасыщение.

Таблица 5.3 - Классификация землетрясений по шкале Рихтера

Балл	Наименование землетрясения	Короткая характеристика
	Неощутимый	Фиксируется лишь сейсмическими приборами
	Очень слабый	Чувствуется отдельными людьми, которые находятся в состоянии полного покоя
	Слабый	Чувствуется лишь небольшой частью населения
	Умеренный	Распознается по легким колебаниям предметов, посуды, скрипу дверей и стен
	Достаточно сильный	Общее сотрясение домов, колебания мебели. Трещины в штукатурке, пробуждение спящих
	Сильный	Чувствуется всеми. Картины падают со стен. Откалываются куски штукатурки, легкие повреждения домов
	Очень сильный	Трещины в стенах каменных домов. Антисейсмические и деревянные здания остаются невредимыми
	Разрушительный	Трещины на склонах и сырой почве. Памятники смещаются с места или разрушаются. Дома сильно повреждаются
	Опустошительный	Сильное повреждение и разрушение каменных домов
	Сокрушительный	Большие трещины в почве. Сдвиги и обвалы. Разрушение каменных зданий, искривления рельсов
	Катастрофа	Широкие трещины в земле, многочисленные сдвиги и обвалы. Каменные дома сильно разрушаются
	Мощная катастрофа	Изменения в почве достигают огромных размеров. Многочисленные обвалы, сдвиги. Возникновение водопадов, прудов на озерах, отклонение течения рек. Разрушаются все сооружения.

В зависимости от силы подземных толчков могут разрушаться целые поселки и города. Из-за короткого замыкания в электросетях возникают пожары. В результате выхода из строя коммунально-энергетических коммуникаций возникают потопы воды или нечистот.

⇐ Предыдущая 12