Чрезвычайные ситуации природного характера

Источниками ЧС природного характера являются опасные природные явления и стихийные бедствия как следствие опасных геологических процессов (землетрясений, оползней), опасные гидрологические процессы и явления (наводнение), цунами, сель, опасные метеорологические явления и процессы (ураганы, бури, штормы, смерчи), пожары.

Опасное природное явление — это стихийное событие природного происхождения, которое по своей интенсивности, масштабу распространения и продолжительности может вызвать отрицательные последствия для жизнедеятельности людей, экономики и природной среды.

Стихийное бедствие — катастрофическое природное явление (процесс), который может вызвать многочисленные человеческие жертвы, значительный материальный ущерб и другие тяжелые последствия.

Землетрясение — это толчки и колебания земной поверхности вследствие внезапных смещений и разрывов в земной коре или верхней части мантии. Место, где происходят разрывы и смещения в земной коре, называется гипоцентром, или очагом, землетрясения (рис. 1.2).

Проекция гипоцентра на поверхность земли называется эпицентром. Расстояние от гипоцентра до точки на поверхности земли называется гипоцентральным ©, а от эпицентра до какой-либо точки на поверхности земли — эпицентральным ®. Минимальное гипоцентральное расстояние называется глубиной очага землетрясения — расстояние от гипоцентра до эпицентра (/г).

Эпицентр

Рис. 1.2. Схема землетрясения:

С — гипоцентральное расстояние; R — эпицентральное расстояние; h — глубина очага землетрясения Основными характеристиками (показателями) землетрясения являются: глубина очага, магнитуда и интенсивность колебания земной поверхности.

Магнитуда (М) характеризует общую энергию землетрясения и представляет собой десятичный логарифм максимальной амплитуды смещения почвы (Z_max) в микрометрах, измеренной по сейсмограмме на определенном расстоянии (R) в километрах от эпицентра:

От глубины очага и магнитуды зависит третий показатель землетрясения — интенсивность колебаний земной поверхности, I, при оценочных расчетах которой в баллах для расстояний от эпицентра R > h можно пользоваться формулами.

где /₀ = 1,5М — 3,51gh + 3 — интенсивность землетрясения в эпицентре, балл; М — магнитуда; h — глубина очага, км; R — расстояние до эпицентра, км; Д — поправка, учитывающая вид грунта (для скальных пород Д = О, для песчаников и известняков Д = 0—1, для песчаных грунтов и глинистых толщ Д = 1—2, для рыхлых насыпных грунтов Д = 2—3).

Колебания почвы, возникающие при землетрясении, возбуждают колебания зданий и сооружений, вызывая в них инерционные силы, которые и приводят к разрушениям. Интенсивность колебаний земной поверхности измеряется по шкале Рихтера. В зависимости от этого показателя землетрясения характеризуются в баллах следующим образом:

очень слабое…1 —2.

слабое…3.

умеренное…4

довольно сильное…5

сильное…6

очень сильное…7.

разрушительное…8.

опустошительное…9.

уничтожающее…10.

катастрофическое…11.

сильно катастрофическое…12.

Землетрясения интенсивностью более 5 баллов считаются опасными, а интенсивностью свыше 7 баллов — разрушительными. При землетрясениях интенсивностью 8 баллов и выше могут возникать взрывы и пожары вследствие повреждения, например отопительных систем, плавильных печей, электропроводки и т. д. Практически парализуются на длительное время все элементы системы жизнеобеспечения (электро-, тепло-, водо-, газоснабжение, транспорт, связь и т. д.), нарушается или прекращается работа объектов экономики.

При землетрясениях складывается обстановка, в наиболее полном объеме соответствующая определению ЧС: массовые поражения и гибель людей и сельскохозяйственных животных, нарушение нормальных условий жизни и деятельности населения, огромный материальный ущерб, большие зоны распространения, привлечение большого количества сил и средств для проведения спасательных работ.

Оползни — скользящие смещения части горных пород на более низкий уровень по причине возникновения избыточного насыщения подземными водами глинистых пород и крутизны склонов (20° и более), характеризуемое динамическими поражающими факторами — давлением, длиной и шириной движущейся массы.

Опасные гидрологические процессы и явления. Наводнение — это значительное затопление местности в результате подъема воды в море, реке, озере, водохранилище, которое происходит по разным причинам (в результате половодья, паводков, нагонов и т. д.). В России наводнения занимают первое место среди других стихийных бедствий по повторяемости, зонам распространения и материальному ущербу.

Поражающим фактором в этом случае является гидродинамический напор (давление движущихся масс воды). Действие наводнений характеризуется уровнем подъема воды в метрах и расходом воды в кубических метрах в секунду через определенный створ.

Особо опасными являются наводнения, вызванные разрушением гидротехнических сооружений: плотин, дамб, шлюзов. Поражающим фактором в этих случаях является волна прорыва, а ее параметрами — высота и скорость.

Минимальная высота волны прорыва и ее скорость, при которых возможны разрушения зданий и сооружений, составляют соответственно 1,5 м и 1,5 м/с.

В зонах бедствия при наводнениях гибнут и получают увечья люди, сельскохозяйственные животные, уничтожаются посевы, разрушаются и повреждаются здания, сооружения, коммунально-энергетические сети, транспортные коммуникации, нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей.

В России зона распространения наводнений, как правило, охватывает территории одного или нескольких субъектов РФ, т. е. по масштабам в большинстве случаев носит территориальный или региональный характер.

Цунами — это гигантская волна, возникающая в океане в результате подводного, островного или прибрежного землетрясения. Высота волны в зоне ее появления в зависимости от интенсивности землетрясения составляет от 0,1 до 5,0 м, а в прибрежном районе достигает от 10 до 50 м. Скорость распространения цунами зависит от глубины и составляет в океане от 700—800 до 1000 км/ч, а на побережье — до 30—40 км/ч.

По мере распространения цунами от места его образования формируется группа волн (порядка 10), которые достигают берега с периодом от 5 до 90 мин. Наибольшей, как правило, является одна из первых трех волн. Перед цунами, движущемся с большой скоростью, образуется воздушная ударная волна. Таким образом, цунами имеет два поражающих фактора: воздушную волну сжатия (ударную волну) и гидравлический удар. Параметром первого является величина избыточного давления, а второго — сила удара.

Цунами вызывают массовую гибель людей, разрушают здания и сооружения, перемещают на значительные расстояния от берега крупные объекты, в том числе и океанские суда, переворачивают железнодорожные составы и т. д.

Сель — это внезапно формирующийся в руслах горных рек временный поток воды с большим содержанием камней, песка и других твердых материалов. Причина его возникновения — интенсивные и продолжительные ливни, быстрое таяние снегов или ледников. При движении сель представляет собой сплошной поток грязи, камней и воды. Крутой передний фронт высотой от 5 до 15 м, иногда до 25 м, образующим «голову» селя.

Обладая большой массой и высокой скоростью передвижения (от 2,5 до 10 м/с и более), сели разрушают здания, дороги, гидротехнические и другие сооружения, выводят из строя линии связи, электропередачи, уничтожают сады, заливают пахотные земли, приводят к гибели людей и животных.

Опасные метеорологические явления и процессы. Ураганы, бури, штормы, смерчи. Эти явления характеризуются высокими скоростями ветра, м/с:

сильный ветер…17.

буря…17−20.

сильная буря…21—24.

полная буря…24—28.

шторм…28—33.

ураган…Более 33.

На Дальнем Востоке и в районе Индийского океана ураганы называют циклонами и тайфунами. Обычно они сопровождаются ливневыми дождями.

Ураган является одним из самых мощных и разрушительных стихийных бедствий. Ураган несет в себе колоссальную энергию. Ее количество, выделяемое средним по мощности ураганом в течение 1 ч, равно энергии ядерпого взрыва мощностью 36 Мт. Ураганный ветер сносит легкие строения, опустошает засеянные поля, обрывает провода и валит ЛЭП и связи, повреждает транспортные магистрали и мосты, вызывает аварии в коммуникационно-энергетических сетях в производстве. Ураганы могут охватывать значительные территории и особенно акватории (тайфуны) и наносить большой урон, размеры которого зависят от скорости ветра и соответственно величины скоростного напора.

Смерч (торнадо) — это восходящий вихрь, состоящий из быстро вращающихся воздушных масс, смешанных с частицами влаги, песка, пыли и других взвесей, имеющий вид темной воронки с вертикальной, иногда изогнутой осью вращения. Во внутренней полости смерча давление всегда пониженное, поэтому туда засасываются любые предметы, оказавшиеся на пути его движения.

При общей продолжительности, как правило, не больше нескольких минут в воздух могут быть подняты и перенесены на значительные расстояния животные, люди, автомобили, небольшие и легкие строения, вырваны с корнем деревья, сорваны крыши, а также разрушены жилые и производственные здания, техника, линии электропередач и связи, что нередко приводит к человеческим жертвам.

Природные пожары (лесные, степные, торфяные) — это неконтролируемое, вне специального очага горение в лесу, степи, на торфяниках (под землей). В 90% случаев они возникают из-за человеческого фактора и только в 10% по другим причинам (самовозгорание, молния).

Лесные пожары бывают низовыми и верховыми. Низовые пожары, когда горят надпочвенный слой, подлесок, кустарник, составляют примерно 90% всех лесных пожаров. Высота пламени составляет 2—3 м при скорости распространения 0,1 —1,0 км/ч.

При верховых пожарах деревья горят, но всей высоте, огонь охватывает кроны и распространяется со скоростью 3—10 км/ч. Лесной пожар площадью 2 км² и более считается крупным. Температура на кромке лесного пожара составляет порядка 900 °C. Лесные верховые пожары могут перерасти в огневые штормы, когда окружающий воздух с ураганной скоростью засасывается к центру пожара, а высокая температура и пламя большой высоты уничтожают все по пути движения огня.

Основными способами тушения лесных пожаров являются захлестывание и забрасывание грунтом кромки огня, устройство заградительных полос и канав, тушение водой или химическими растворами с помощью пожарной техники, отжиг (пуск встречного огня). Как правило, при массовых лесных пожарах одновременно используют все способы. Лесные пожары тушат с привлечением большого количества сил и средств (в том числе авиации), что требует больших материальных затрат.

Степные (полевые) пожары возникают на открытой местности при наличии сухой травы или созревших хлебов. Они носят сезонный характер. Скорость распространения степных пожаров составляет 20—30 км/ч.

Торфяные (подземные) пожары возникают как продолжение низовых лесных пожаров и распространяются по торфяному слою на глубину 50 см и более. Горение идет медленно (0,1—0,5 м/мин) почти без доступа воздуха с выделением большого количества дыма и образованием пустот (прогаров).

Поражающими факторами природных пожаров являются тепловое излучение (параметр — величина теплового потока) и токсичные продукты горения (параметр — их концентрация в атмосфере).

В большинстве случаев ЧС, вызванные природными пожарами наносят большой материальный ущерб и приводят к значительным нарушениям окружающей природной среды.