Характеристика стихийных бедствий

Под стихийными бедствиями понимают природные явления (землетрясения, наводнения, оползни, снежные лавины, сели, ураганы, циклоны, тайфуны, пожары, извержения вулканов и др.), носящие чрезвычайный характер и приводящие к нару­шению нормальной деятельности населения, гибели людей, раз­рушению и уничтожению материальных ценностей.

Стихийные бедствия могут возникать как независимо друг от друга, так и во взаимосвязи: одно из них может повлечь за собой другое. Некоторые из них часто возникают в результате не всегда разумной деятельности человека (например, лесные и торфяные пожары, производственные взрывы в горной местности, при строительстве плотин, закладке (разработке) карьеров, что зачастую приводит к оползням, снежным лавинам, обвалам ледников и т. п.).

Независимо от источника возникновения стихийные бедствия характеризуются значительными масштабами и различной про­должительностью—от нескольких секунд и минут (землетря­сения, снежные лавины) до нескольких часов (сели), дней (оползни) и месяцев (наводнения).

Землетрясения - это сильные колебания земной коры, вызы­ваемые тектоническими или вулканическими причинами и при­водящие к разрушению зданий, сооружений, пожарам и челове­ческим жертвам.

Основными характеристиками землетрясений являются: глу­бина очага, магнитуда и интенсивность энергии на поверхности земли.

Глубина очага землетрясения обычно находится в пределах от 10 до 30 км, в ряде случаев она может быть значительно больше.

Магнитуда характеризует общую энергию землетрясения и представляет собой логарифм максимальной амплитуды сме­щения почвы в микронах, измеренной по сейсмограмме на рас­стоянии 100 км от эпицентра. Магнитуда (М) по Рихтеру изме­няется от 0 до 9 (самое сильное землетрясение). Увеличение ее на единицу означает десятикратное возрастание амплитуды колебаний в почве (или смещение грунта) и увеличение энергии землетрясения в 30 раз. Так, амплитуда смещения почвы зем­летрясения с М=7 в 100 раз больше, чем с М=5, при этом об­щая энергия землетрясения увеличивается в 900 раз.

Интенсивность энергии на поверхности земли измеряется в баллах. Она зависит от глубины очага, магнитуды, расстояния от эпицентра, геологического строения грунтов и других факто­ров. Для измерения интенсивности энергии землетрясений в на­шей стране принята 12-балльная шкала Рихтера.

Некоторые данные о землетрясениях приведены в табли­це 1.

Таблица 1

  Землетрясения наносят большой материальный ущерб и уносят тысячи человеческих жизней. Так, например, в результате катастрофического землетрясения интенсивностью 8 баллов в шкале Рихтера 21 июня 1990 г. на севере Ирана в провинции Гилян погибло свыше 50 тыс. человек и около 1 млн. человек оказались ранеными и лишенными крова. (Масштабы земле­трясения в Армении показаны на форзаце.)

Разрушены полторы тысячи деревень. Значительно постра­дали 12 городов, 3 из которых полностью уничтожены.

Землетрясения вызывают и другие стихийные бедствия, та­кие, как оползни, лавины, сели, цунами, наводнения (из-за про­рыва плотин), пожары (при повреждении нефтехранилищ и разрыва газопроводов), повреждения коммуникаций, линий энерго-, водоснабжения и канализации, аварии на химических предприятиях с истечением (разливом) СДЯВ, а также на АЭС с утечкой (выбросом) РВ в атмосферу и др.

В настоящее время отсутствуют достаточно надежные мето­ды прогнозирования землетрясений и их последствий. Однако по изменению характерных свойств земли, а также необычному поведению живых организмов перед землетрясением (их назы­вают предвестниками) ученым зачастую удается составлять прогнозы. Предвестниками землетрясений являются: быстрый рост частоты слабых толчков (форшоков); деформация земной коры, определяемая наблюдением со спутников из космоса или съемкой на поверхности земли с помощью лазерных источников света; изменение отношения скоростей распространения про­дольных и поперечных волн накануне землетрясения; изменение электросопротивления горных пород, уровня грунтовых вод в скважинах; содержание радона в воде и др.

Необычное поведение животных накануне землетрясения вы­ражается в том, что, например, кошки покидают селения и пере­носят котят в луга, а птицы в клетках за 10—15 мин до начала землетрясения начинают летать; перед толчком слышатся не­обычные крики птиц; домашние животные в хлевах впадают в панику и др. Наиболее вероятной причиной такого поведения животных считают аномалии электромагнитного поля перед землетрясением.

Для защиты от землетрясений заблаговременно выявляются сейсмически опасные зоны в различных регионах страны, т. е. проводится так называемое сейсмическое районирование. На картах сейсмического районирования обычно выделяются обла­сти, которым угрожают землетрясения интенсивностью выше VII—VIII баллов по шкале Рихтера. В сейсмически опасных районах предусматриваются различные меры защиты, начиная с неукоснительного выполнения требования норм и правил при возведении и реконструкции зданий, сооружений и других объ­ектов до приостановки действия опасных производств (химиче­ских заводов, АЭС и т. п.).

 Наводнения - это значительные затопления местности в ре­зультате подъема уровня воды в реке, озере, водохранилище, вызываемого различными причинами (весеннее снеготаяние, вы­падение обильных ливневых и дождевых осадков, заторы льда на реках, прорыв плотин, завальных озер и ограждающих дамб, ветровой нагон воды и т. п.). Наводнения на носят, огромны и ма­териальный ущерб и приводят к человеческим жертвам.

Непосредственный материальный ущерб от наводнений за­ключается в повреждении и разрушении жилых и производст­венных зданий, автомобильных и железных дорог, линий электро­передач и связи, мелиоративных систем, гибели скота и уро­жая сельскохозяйственных культур, порче и уничтожении сырья, топлива, продуктов питания, кормов, удобрений и т. п.

В результате ливневых дождей, прошедших в Забайкалье в начале июля 1990 г., возникли небывалые в этих местах павод­ки. Снесено более 400 мостов. По данным областной чрезвычай­ной паводковой комиссии, народному хозяйству Читинской обла­сти нанесен ущерб в 400 млн. рублей. Тысячи людей остались без крова. Не обошлось и без человеческих жертв.

Наводнения могут сопровождаться пожарами вследствие об­рывов и короткого замыкания электрокабелей и проводов, а также разрывами водопроводных и канализационных труб, элек­трических, телевизионных и телеграфных кабелей, находящих­ся в земле, из-за последующей неравномерной осадки грунта.

Основное направление борьбы с наводнениями состоит в уменьшении максимального расхода воды в реке путем перерас­пределения стока во времени (посадка лесозащитных полос, распашка земли поперек склонов, сохранение прибрежных водо-охранительных полос растительности, террасирование склонов и т. д.).

Определенный эффект дает также устройство прудов, запа­ней и других емкостей в логах, балках и оврагах для перехвата талых и дождевых вод. Для средних и крупных рек единствен­ное радикальное средство—это регулирование паводочного сто­ка с помощью водохранилищ.

Кроме того, для защиты от наводнения широко применяется давно известный способ—устройство дамб. Для ликвидации опасности образования заторов производится спрямление, рас­чистка и углубление отдельных участков русла реки, а также разрушение льда взрывами за 10—15 дней до ее вскрытия. Наи­больший эффект достигается при закладке зарядов под лед на глубину, в 2,5 раза превышающую его толщину. Тот же резуль­тат дает посыпание ледяного покрова молотым шлаком с добав­кой соли (обычно за 15—25 дней до вскрытия реки).

Заторы льда при толщине его скоплений не более 3—4 м также ликвидируются с помощью речных ледоколов.

Оползни — это скользящие смещения масс горных пород вниз по склону, возникающие из-за нарушения равновесия, вызы­ваемого различными причинами (подмывом пород водой, ослаб­лением их прочности вследствие выветривания или переувлаж­нения осадками и подземными водами, систематическими толч­ками, неразумной хозяйственной деятельностью человека и др.).

Оползни могут быть на всех склонах с крутизной 20° и более и в любое время года. Они различаются не только скоростью смещения пород (медленные, средние и быстрые), но и своими масштабами. Скорость медленных смещений пород составляет несколько десятков сантиметров в год, средних — несколько метров в час или в сутки и быстрых—десятки километров в час и более.

К быстрым смещениям относятся оползни-потоки, когда твер­дый материал смешивается с водой, а также снежные и снежно-каменные лавины. Следует подчеркнуть, что только быстрые оползни могут стать причиной катастроф с человеческими жерт­вами.

Объем пород, смещаемых при оползнях, находится в преде­лах от нескольких сот до многих миллионов и даже миллиардов кубометров.

Оползни могут разрушать населенные пункты, уничтожать сельскохозяйственные угодья, создавать опасность при эксплуа­тации карьеров и добыче полезных ископаемых, повреждать ком­муникации, туннели, трубопроводы, телефонные и электриче­ские сети, водохозяйственные сооружения, главным образом плотины. Кроме того, они могут перегородить долину, образо­вать завальное озеро и способствовать наводнениям. Таким об­разом, наносимый ими народнохозяйственный ущерб может быть значительным.

Например, в 1911 г. на Памире на территории нашей страны сильное землетрясение (М==7,4) вызвало гигантский оползень. Оползло около 2,5 млрд. м³ рыхлого материала. Был завален кишлак Усой с его 54 жителями. Оползень перегородил долину р. Мургаб и образовал завальное озеро, которое затопило киш­лак Сараз. Высота этой естественной плотины достигала 300 м, максимальная глубина озера—284 м, протяженность—53 км.

Наиболее действенной защитой от оползней является их пре­дупреждение. Из комплекса предупредительных мероприятий следует отметить собирание и отведение поверхностных вод, ис­кусственное преобразование рельефа (в зоне возможного отрыва земли уменьшают нагрузку на склоны), фиксацию склона с по­мощью свай и строительства подпорных стенок.

 Снежные лавины также относятся к оползням и возникают так же, как и другие оползневые смещения. Силы сцепления снега переходят определенную границу, и гравитация вызывает смещение снежных масс по склону. Снежная лавина представ­ляет собой смесь кристалликов снега и воздуха. Крупные лави­ны возникают на склонах 25—60°. Гладкие травянистые склоны являются наиболее лавиноопасными. Кустарники, большие кам­ни и другие препятствия сдерживают возникновение лавин. В лесу лавины образуются очень редко.

Снежные лавины наносят огромный материальный ущерб и сопровождаются гибелью людей. Так, 13 июля 1990 г. на пике Ленина, на Памире в результате землетрясения и схода со скло­на большой снежной лавины был снесен лагерь альпинистов, располагавшийся на высоте 5300 м. Погибло 40 человек. По­добной трагедии еще не было в истории отечественного альпи­низма.

 Защита от лавин может быть пассивной и активной. При пассивной защите избегают использования лавиноопасных скло­нов или ставят на них заградительные щиты. При активной за­щите производят обстрел лавиноопасных склонов, вызывая сход небольших неопасных лавин и препятствуя таким образом на­коплению критических масс снега.

 Сели - это паводки с очень большой концентрацией мине­ральных частиц, камней и обломков горных пород (от 10—15 до 75% объема потока), возникающие в бассейнах небольших горных рек и сухих логов и вызванные, как правило, ливневыми осадками, реже интенсивным таянием снегов, а также про­рывом моренных и завальных озер, обвалом, оползнем, земле­трясением.

Опасность селей не только в их разрушающей силе, но и во внезапности их появления.

Селям подвержено примерно 10% территории нашей стра­ны. Всего зарегистрировано около 6000 селевых водотоков, из них более половины приходится на Среднюю Азию и Казахстан.

По составу переносимого твердого материала селевые пото­ки могут быть грязевыми (смесь воды с мелкоземом при не­большой концентрации камней, объемный вес у=1,5—2 т/м³), грязекаменными (смесь воды, гальки, гравия, небольших кам­ней, у==2,1—2,5 т/м³) и водокаменные (смесь воды с преимуще­ственно крупными камнями, у==1,1—1,5 т/м³).

Многим горным районам свойственно преобладание того или иного вида селя по составу переносимой им твердой массы. Так, в Карпатах чаще всего встречаются водокаменные селевые по­токи сравнительно небольшой мощности, на Северном Кавка­зе—преимущественно грязекаменные, в Средней Азии—грязе­вые потоки.

Скорость течения селевого потока обычно составляет 2,5— 4,0 м/с, но при прорыве заторов она может достигать 8—10 м/с и более.

Последствия селей бывают катастрофическими. Так, 8 июля 1921 г. в 21 ч на г. Алма-Ату со стороны гор обрушилась масса земли, ила, камней, снега, песка, подгоняемая могучим потоком воды. Этим потеком были снесены находившиеся у подножия гор дачные строения вместе с людьми, животными и фруктовы­ми садами. Страшный поток ворвался в город, обратил улицы его в бушующие реки с крутыми берегами из разрушенных домов.

Ужас катастрофы усугублялся темнотой ночи. Слышались крики о помощи, которую почти невозможно было сказать. До­ма срывались с фундаментов и вместе с людьми уносились бур­ным потоком.

К утру следующего дня стихия успокоилась. Материальный ущерб и человеческие жертвы оказались значительными.

Сель был вызван сильнейшими ливнями в верхней части бассейна р. Малой Алмаатинки. Общий объем грязекаменной массы составил около 2 млн. м³. Поток перерезал город 200-мет-ров, ой полосой.

 Способы борьбы с селевыми потоками весьма разнообразны. Это возведение различных плотин для задержки твердого стока и пропуска смеси воды и мелких фракции пород, каскада за­пруд для разрушения селевого потока и освобождения его от твердого материала, подпорных стенок для укрепления откосов, нагорных стокоперехватывающих и водосборных канав для отвода стока в ближайшие водотоки и др.

Методов прогноза селей в настоящее время не существует. Вместе с тем для некоторых селевых районов установлены определенные критерии, позволяющие оценить вероятность возник­новения селей. Так, для районов с большой вероятностью селей ливневого происхождения определяется критическая сумма осадков за 1—3 суток, селей гляциального происхождения (т. е. образующихся при прорывах ледниковых озер и внутриледниковых водоемов)  - критическая средняя температура воздуха за 10—15 суток или сочетание этих двух критериев.

Ураганы - это ветры силой 12 баллов по шкале Бофорта, т. е. ветры, скорость которых превышает 32,6 м/с (117,3 км/ч).

Ураганами называют также тропические циклоны, возникающие в Тихом океане вблизи берегов Центральной Аме­рики; на Дальнем Востоке и в районах Индийского океана ураганы (циклоны) носят название тайфунов. Во время тро­пических циклонов скорость ветра часто превышает 50 м/с. Циклоны и тайфуны сопровождаются обычно интенсивными ливневыми дождями.

Ураган на суше разрушает строения, линии связи и электро­передач, повреждает транспортные коммуникации и мосты, ло­мает и вырывает с корнем деревья; при распространении над морем вызывает огромные волны высотой 10—12 м и более, повреждает или даже приводит к гибели суда.

Так, например, в декабре 1944 г. в 300 милях восточнее о. Лусон (Филиппины) корабли 3-го флота США оказались в районе близ центра тайфуна. В результате 3 эсминца затонуло, 28 других кораблей получили повреждения, 146 самолетов на авианосцах и 19 гидросамолетов на линкорах и крейсерах бы­ли разбиты, повреждены и смыты за борт, погибло свыше 800 человек.

Ураганы и штормовые ветры (скорость их по шкале Бофорта от 20,8 до 32,6 м/с) зимой могут поднимать в воздух огромные массы снега и вызывать снежные бури, что приводит к заносам, остановке движения автомобильного и железнодо­рожного транспорта, нарушению систем водо-, газо-, электро­снабжения и связи.

Так, от ураганных ветров небывалой силы и гигантских волн, обрушившихся 13 ноября 1970 г. на прибрежные районы Вос­точного Пакистана, пострадало в общей сложности около 10 млн. человек, в том числе примерно 0,5 млн. человек погиб­ли и пропали без вести.

Современные методы прогноза погоды позволяют за несколь­ко часов и даже суток предупредить население города или це­лого прибрежного района о надвигающемся урагане (шторме), а служба ГО может предоставить необходимую информацию о возможной обстановке и требуемых действиях в сложившихся условиях.

Наиболее надежной защитой населения от ураганов являет­ся использование защитных сооружений (метро, убежищ, под­земных переходов, подвалов зданий и т. п.). При этом в при­брежных районах необходимо учитывать возможное затопление низменных участков и выбирать защитные укрытия на возвы­шенных участках местности.

Пожары  -  это неконтролируемый процесс горения, влеку­щий за собой гибель людей и уничтожение материальных цен­ностей.

Причинами возникновения пожаров являются неосторож­ное, обращение с огнем, нарушение правил пожарной безопас­ности, такое явление природы, как молния, самовозгорание су­хой растительности и торфа. Известно, что 90% пожаров возни­кают по вине человека и только 7—8% от молний.

Основными видами пожаров как стихийных бедствий, ох­ватывающих, как правило, обширные территории в несколько сотен, тысяч и даже миллионов гектаров, являются ландшафт­ные пожары—лесные (низовые, верховые, подземные) и степ­ные (полевые).

Так, например, лесные пожары в Западной Сибири в 1913 г. за лето уничтожили около 15 млн. га. Летом 1921 г. при дли­тельной засухе и ураганных ветрах пожарами было уничтоже­но более 200 тыс. га ценнейшей марийской сосны. Летом 1972 г. в Подмосковье развившиеся при длительной засухе торфяные и лесные пожары охватили значительные площади лесов, унич­тожив при этом некоторые месторождения торфа.

Лесные пожары по интенсивности горения подразделяются на слабые, средние и сильные, а по характеру горения низовые и верховые пожары — на беглые и устойчивые.

Лесные низовые пожары характеризуются горением лесной подстилки, надпочвенного покрова и подлеска без захва­та крон деревьев. Скорость движения фронта низового пожара составляет от 0,3—1 м/мин (при слабом пожаре) до 16 м/мин (1 км/ч) (при сильном пожаре), высота пламени—1—2 м, максимальная температура на кромке пожара достигает 900° С.

Лесные верховые пожары развиваются, как прави­ло, из низовых и характеризуются горением крон деревьев. При беглом верховом пожаре пламя распространяется глав­ным образом с кроны на крону с большой скоростью, дости­гающей 8—25 км/ч, оставляя иногда целые участки нетрону­того огнем леса. При устойчивом верховом пожаре ог­нем охвачены не только кроны, но и стволы деревьев. Пламя распространяется со скоростью 5—8 км/ч, охватывая весь лес от почвенного покрова и до вершин деревьев.

Подземные пожары возникают как продолжение низо­вых или верховых лесных пожаров и распространяются по на­ходящемуся в земле торфяному слою на глубину до 50 см и бо­лее. Горение идет медленно, почти без доступа воздуха, со ско­ростью 0,1—0,5 м/мин с выделением большого количества ды­ма и образованием выгоревших пустот (прогаров). Поэтому подходить к очагу подземного пожара надо с большой осторож­ностью, постоянно прощупывая грунт шестом или щупом. Горе­ние может продолжаться длительное время даже зимой под сло­ем снега.

Степные (полевые) пожары возникают на открытой местности при наличии сухой травы или созревших хлебов. Они носят сезонный характер и чаще бывают летом по мере созре­вания трав (хлебов), реже весной и практически отсутствуют зимой. Скорость их распространения может достигать 20— 30 км/ч.

Основными способами борьбы с лесными низовыми пожара­ми являются: захлестывание кромки огня, засыпка его землей, заливка водой (химикатами), создание заградительных и ми­нерализованных полос, пуск встречного огня (отжиг).

Отжиг чаще применяется при крупных пожарах и недостат­ке сил и средств для пожаротушения. Он начинается с опорной полосы (реки, ручья, дороги, просеки), на краю которой, обра­щенном к пожару, создают вал из горючих материалов (сучьев валежника, сухой травы). Когда начнет ощущаться тяга возду­ха в сторону пожара, вал поджигают вначале напротив центра фронта пожара на участке 20—30 м, а затем после продвиже­ния огня на 2—3 м и соседние участки. Ширина выжигаемой полосы должна быть не менее 10—20 м, а при сильном низовом пожаре— 100 м.

Тушение лесного верхового пожара осуществлять сложнее. Его тушат путем создания заградительных полос, применяя от­жиг и используя воду. При этом ширина заградительной поло­сы должна быть не менее высоты деревьев, а выжигаемой перед фронтом верхового пожара—не менее 150—200 м, перед флан­гами—не менее 50 м. Степные (полевые) пожары тушат теми же способами, что и лесные.

Тушение подземных пожаров осуществляется в основном дву­мя способами. При первом способе вокруг торфяного пожара на расстоянии 8—10 м от его кромки роют траншею (канаву) глубиной до минерализованного слоя грунта или до уровня грунтовых вод и заполняют ее водой.

Второй способ заключается в устройстве вокруг пожара по­лосы, насыщенной растворами химикатов. Для этого с помо­щью мотопомп, оснащенных специальными стволами-пиками (иглами) длиной до 2 м, в слой торфа сверху нагнетается вод­ный раствор химически активных веществ-смачивателей (суль-фанол, стиральный порошок и др.), которые в сотни, раз уско­ряют процесс проникновения влаги в торф. Нагнетание осуще­ствляют на расстоянии 5—8 м от предполагаемой кромки под­земного пожара и через 25—30 см друг от друга.

Этот способ с целью повышения производительности, по-ви­димому, можно усовершенствовать, проложив на участке 100— 200 м специальный пожарный рукав с отводами для подключе­ния питательных шлангов-игл, предварительно установленных в грунте. Одна пожарная машина с комплектом игл (300— 500 шт.) и рукавов может перемещаться вдоль кромки подзем­ного пожара и нагнетать раствор.

Попытки заливать подземный пожар водой успеха не имели.

При тушении пожаров личный состав формирований подвер­гается воздействию дыма, а также оксида (окиси) углерода. Поэтому при высокой концентрации оксида углерода (более   0,02 мг/л, что определяется с помощью газосигнализатора) работы должны проводиться в изолирующих противогазах или      фильтрующих с гопкалитовыми патронами.