Природные опасности и стихийные бедствия

/

1. ПРИРОДНЫЕ ОПАСНОСТИ И СТИХИЙНЫЕ БЕДСТВИЯ

История развития земной цивилизации неразрывно связана со стихийными бедствиями и катастрофами. Одни из них были причиной заката цивилизации и государств, другие послужили толчком в развитии народов и регионов. Крупномасштабные чрезвычайные ситуации приводили к гибели экономических и политических систем, пересмотру вопросов взаимодействия человека и природы, человека и техники, людей между собой.

1.1 Виды чрезвычайных ситуаций природного характера и их характеристика

Природная чрезвычайная ситуация - обстановка на определённой территории или акватории, сложившаяся в результате возникновения источника природной чрезвычайной ситуации, который может повлечь или повлёк за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей и (или) окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей. Природные чрезвычайные ситуации различают по характеру источника и по масштабам.

Источник природной чрезвычайной ситуации - опасное природное явление или процесс, в результате которого на определённой территории или акватории произошла или может произойти чрезвычайная ситуация.

Причиной опасного природного явления или процесса может быть: землетрясение, вулканическое извержение, оползень, обвал, сель, карст, просадка в лессовых грунтах, эрозия, цунами, лавина, наводнение, подтопление, затор, штормовой нагон воды, сильный ветер, смерч, пыльная буря, суховей, сильные осадки, засуха, заморозки, туман, гроза, природный пожар. Наибольшее число чрезвычайных ситуаций природного происхождения обусловлено:

ЧС природного характера, катастрофы и аварии частые явления в нашей стране. Каждый год в том или ином регионе происходят сильные разливы рек, затапливаются значительные территории. Большие бедствия приносят людям селевые потоки. Они разрушают населённые пункты, жильё и промышленные здания, железнодорожные пути, шоссейные дороги и гидротехнические сооружения. Многие горные районы подвержены оползням и обвалам. Разрушения приносят снегопады и сходы лавин в горных районах. Над большими пространствами проносятся ураганы, ливни, смерчи, снежные и пылевые бури. Одним из наиболее опасных и мощных стихийных бедствий являются землетрясения. Внезапность, огромная разрушительная сила колебаний земной поверхности приводят к уничтожению материальных ценностей, человеческим жертвам. Почти ежегодно массовый характер принимают лесные пожары, особенно в Забайкалье и на Дальнем Востоке.

Каждое стихийное бедствие имеет свою физическую сущность, свои, только ему присущие, причины возникновения, движущие силы, характер и стадии развития, свои особенности воздействия на окружающую среду.

Несмотря на резкие отличия стихийных бедствий друг от друга, им присущи и общие черты - большой пространственный размах, значительное влияние на окружающую среду, сильное психологическое воздействие на человека. Знание причин возникновения и характера ЧС позволяет:

предотвратить некоторые из них или ослабить силу их разрушительного воздействия;

заблаговременным принятием соответствующих мер конкретно и действенно осуществить меры по ликвидации последствий;

определить правильное, разумное поведение населения.

В борьбе с чрезвычайными ситуациями большое значение имеет проведение предупредительных работ в целях предотвращения или значительного уменьшения размеров ущерба от стихийного бедствия, а также получение необходимой информации. Крупные природные катастрофы, как время их наступления, так и масштабы, трудно предсказуемы.

Внезапные эндогенные и экзогенные процессы на земле оказывают существенное влияние на природные катастрофы.

Экзогенные процессы происходят на поверхности Земли, а эндогенные процессы - глубинные процессы, источники которых находятся в недрах планеты. Извне воздействуют на Землю силы притяжения Луны и Солнца. Сила притяжения других небесных тел очень мала.

Экзогенные силы разрушают, преобразуют земную кору, переносят рыхлые и растворимые продукты разрушения, осуществляемого водой, ветром, ледниками. Разрушительные действия экзогенных процессов нежелательны и опасны для человека. К таким опасным явлениям относятся, например, селегрязекаменные потоки. Опасны и оползни, которые тоже приводят к разрушению различных построек, нанося ущерб хозяйству, унося жизни людей. Среди экзогенных процессов необходимо отметить и выветривание, которое приводит к выравниванию рельефа.

Эндогенные процессы поднимают отдельные участки земной коры и способствуют образованию крупных форм рельефа - мегаформ и макроформ. Главный источник энергии эндогенных процессов - внутренняя теплота в недрах Земли. Эти процессы вызывают движение магмы, вулканическую деятельность, землетрясения, медленные колебания земной коры.

1.2 Классификация чрезвычайных ситуаций природного характера

Воздействия ЧС природного характера на объекты и окружающую природную среду различаются по характеру в зависимости от физической сути природного явления, длительности и площади воздействия, а по величине наносимых потерь - также от предсказуемости.

По форме воздействия на объекты ЧС природного характера могут быть разрушительными, парализующими (например, останавливающими движение транспорта и т.п.) и истощающими (снижающими урожай, плодородие почв, запасы воды и других природных ресурсов). По этому признаку они подразделены условно, поскольку форма и масштабы воздействия зависят также от типа и месторасположения затронутого объекта или территории. Например, наводнение может быть разрушительным для города и селения, парализующим для автомобильных и железных дорог и истощающим для урожая.

Наибольшую практическую ценность имеет классификация ЧС по характеру лежащих в её основе базовых явлений и процессов (например, явления в литосфере), типам (например, геофизические опасные явления) и видам (например, землетрясение) с одновременным учётом общего характера последствий (табл. 1.1).

Таблица 1.1 - Классификация ЧС природного характера

Важной является также классификация, построенная по масштабу распространения чрезвычайных событий.

Каждому виду ЧС свойственна своя скорость распространения опасности, являющаяся важной составляющей интенсивности протекания чрезвычайного события и характеризующая степень внезапности воздействия поражающих факторов. С этой точки зрения такие события можно подразделить на: внезапные (землетрясения и т.д.); с быстро распространяющейся опасностью (пожары, гидродинамические аварии с образованием волн прорыва и др.); с умеренно распространяющейся опасностью (извержения вулканов, половодья и др.); с медленно распространяющейся опасностью (засухи, эпидемии, экологические отклонения и т.п.).

1.3 Ущерб от чрезвычайных ситуаций природного характера

Большинство стихийных бедствий приходится на территории, занятые земледелием и промышленностью и, при этом, наиболее плотно заселенные. Сильные ветры (ураганы, тайфуны, смерчи и т.п.) ответственны за 36 % общего числа стихийных бедствий, землетрясения и извержения вулканов - за 35 %, не связанные с ураганами наводнения - за 22 %, другие виды неблагоприятных опасных явлений (НОЯ) вместе - за 7 % общего числа стихийных бедствий. Территория России подвержена воздействию практически всего спектра опасных природных явлений и процессов, геологического и гидрологического происхождения. Суммарный ежегодный социально-экономический ущерб от развития наиболее опасных природных процессов в России по экспертным оценкам Российской Академии Наук составляет 110-140 трлн рублей.

По размеру разового ущерба воздействия неблагоприятные и опасные природные явления изменяются от мелких рассеянных воздействий до создающих стихийные бедствия. Примеры рассеянных - удары молний, укусы ядовитых насекомых и пресмыкающихся, аварии автомобилей из-за плохих погодных условий и т.д.; они вызывают каждый раз малочисленные, но, в масштабе государства, значительные потери.

Стихийное бедствие может быть определено как событие, значительно нарушающее обычную жизнедеятельность населения, работу объектов экономики и вызывающее существенные жертвы или экономический ущерб. Пример поселка Нефтегорск, который был полностью разрушен в результате землетрясения, где погибло более 2000 человек подтверждает это положение. Поэтому в основных понятиях Закона РФ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» от 11 ноября 1994 г. принят термин «чрезвычайная ситуация» (ЧС), когда речь идет именно об измерении потерь. Принятая в России типизация ЧС по видам и нижнему пределу потерь приведена выше в соответствии с Положением «О классификации ЧС природного и техногенного характера».

Измерения социально-экономических эффектов ЧС природного характера разнообразны в зависимости от интересов измеряющего. Эти эффекты делятся на заблаговременные затраты для предотвращения потерь и непредотвращённые потери. Непредвиденные потери (ущерб) измеряются в абсолютных и относительных показателях. Мерой абсолютных потерь служат число жертв, разрушенных зданий, уничтоженного урожая и т.п. в натуральных или денежных показателях. Относительные потери измеряются в долях утраченного от целого, например, в процентах от валового национального продукта, от среднего многолетнего урожая, от начальной стоимости материальных средств. Такое измерение позволяет оценить тяжесть и восполнимость потерь.

1.4 Общая оценка и прогноз природного риска в России

Размеры и географическое положение Российской Федерации предопределяют большое разнообразие на ее территории и акватории чрезвычайных ситуаций. Здесь присутствуют почти все виды ЧС.

Характерными отличиями обстановки в РФ от других стран являются:

Повсеместная распространенность чрезвычайных ситуаций, связанных с холодными и снежными зимами, создающих относительно высокое «сопротивление» природной среды развитию хозяйства (повышенные материальные затраты на освоение природных ресурсов, эксплуатации городов, населенных пунктов, дорог и других коммуникаций, риск огромных потерь в случаях возникновения ЧС при авариях в системе теплоснабжения и т.п.). Например, в городе Норильске в декабре-январе 1994-1995 гг. остро стоял вопрос о возможной эвакуации нескольких тысяч жителей города в связи с тем, что вышла из строя отопительная система города, и температура воздуха составила -47°С;

Относительно малая поверхность территории и незначительная часть населения наиболее подвержена разрушительным видам чрезвычайных ситуаций природного характера (землетрясений, ураганов, цунами и пр.). Исторически сложившаяся полоса основного населения людей от европейской части РФ по югу Сибири до Дальнего Востока приблизительно совпадает с зоной наименьшего фона природных опасностей;

Высокая научная и нормативная обеспеченность мер снижения природного риска, обеспечивающего сокращение ущерба от стихийных бедствий в РФ.

Основные виды причин природных ЧС по регионам в порядке повторяемости представляются следующие:

Оценка повторяемости природных ЧС разной тяжести позволяет районировать территорию страны по риску возникновения того или иного стихийного явления. При районировании необходимо принимать во внимание следующие факторы:

длительность опыта природопользования (наблюдений) по данной территории, обеспечивающего естественный выбор наилучших местоположений городов, дорог, наиболее подходящих условий для жизни, режимов работы, технологий и т.д.;

плотность населения, долю используемой территории, т. е. определение худших по природному риску участков территории, освоение которых происходит в последнюю очередь и повышает среднюю величину риска;

определение технологической сложности производства и коммуникаций. С повышением их сложности повторяемость техногенно-природных ЧС может возрастать в геометрической прогрессии.

Тяжесть ЧС может иметь прямую зависимость от меры насыщения производства опасными технологиями и веществами и воздействия на них природных стихийных явлений. На примере землетрясения в Армении 7 декабря 1988 г. можно провести анализ суммарных воздействий на людей и коммуникации г. Ленинакана. В городе были выведены из строя все 4 водопровода, все 4 водозабора артезианских скважин, полностью канализационно-очистные сооружения, 215 км канализационных сетей, 190 км тепловых сетей, 49 котельных получили повреждения, 12 котельных были разрушены полностью, разрушено 6 газовых распределительных, 158 км газопровода и т.д.

Целью применения мер защиты (критерием приемлемого уровня природного риска) является минимизация суммы затрат на защиту и снижение вероятного размера ущерба. В учебнике Баринова А.В. с соавт. приводятся следующие меры (табл. 1.2).

Таблица 1.2 - Типы мер снижения природного и природно-техногенного риска

В целом же наметились контуры единой системы управления природным и другим риском, включающей:

учет общего поля природных опасностей и минимизацию риска путем оптимального размещения проектируемых объектов на этапе генерального планирования и составления схем районной планировки (табл. 1.2, меры типов 1 и 2);

введение мер снижения риска для существующих ТКНХ (территориальный комплекс населения и хозяйства), с обоснованием этих мер в виде схем инженерной защиты территорий городов, промышленных предприятий и т.п., а также территориальных комплексных схем охраны природы (табл. 1.2, меры типа 3, 5, 6, 8, 14);

для отдельных объектов, существующих или проектируемых в опасных зонах, - введение отвечающих нормативам мер снижения риска, выполняемое на этапах проектирования или оперативного обслуживания (табл. 1.2, меры типов 10 и др.),

на случай неизбежных ЧС - заблаговременная подготовка оптимального реагирования на них (табл. 1.2, меры типа 7).

Более общая причина роста всевозможных ЧС, бедствий и катастроф - отсутствие концепции безопасного социально-экологического развития и, соответственно, приемлемого уровня риска всех видов.

Среди последствий ЧС наиболее значимыми могут оказаться потери не столько материальные, сколько экологические, вызванные аварийными выбросами веществ, влияющих на здоровье людей. Для будущего страны опасен рост числа детей с генетическими пороками.

Тяжесть ЧС логично оценивать по восстановимости потерь и вероятным срокам восстановления нормального состояния ТКНХ. Природный (как техногенный и экологический) риск предстает в этом свете как помеха физическому, психологическому и социальному благополучию, удовлетворению основных потребностей человека. Как только риск природных и иных ЧС будет снижен до приемлемого уровня, ослабеют причины наблюдающегося в России социально-экологического кризиса:

загрязнение среды обитания, влияющее на здоровье человека и угрожающее ему генетическим вырождением;

истощение природных ресурсов, несущее голод для населения и промышленности;

деградация биосферы под чрезмерной антропогенной нагрузкой, ведущая к резкому изменению климата, газового состава атмосферы и других параметров среды обитания всего живого на планете;

морально-этическая деградация этносов, которая чревата потерей общепринятых правил поведения, распадом структуры общества.

Контрольные вопросы

1. Краткая характеристика природных стихийных явлений.

2. Классификация чрезвычайных ситуаций по характеру лежащих в её основе базовых явлений и процессов.

3. Классификация чрезвычайных ситуаций в зависимости от вида и нижнего предела потерь.

4. Прогноз уровня природных чрезвычайных ситуаций.

5. Меры защиты, применяемые для снижения уровня природного риска.

2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ

2.1 Литосферные опасности

2.1.1 Землетрясения

Землетрясения - подземные удары (толчки) и колебания поверхности земли, вызванные процессами высвобождения энергии внутри неё (главным образом тектоническими). По своим разрушительным последствиям землетрясения не имеют себе равных среди стихийных бедствий. Вся поверхность земного шара делится на несколько огромных частей земной коры, которые называются тектоническими плитами. Это: североамериканская, евроазиатская, африканская, южно-американская, тихоокеанская и атлантическая плиты. Тектонические плиты находятся в постоянном движении (могут раздвигаться, сдвигаться или скользить одна относительно другой), и оно составляет несколько сантиметров в год. Землетрясения являются результатом столкновения этих плит и сопровождаются изменениями поверхности земли в виде складок, трещин и т.п., которые могут простираться на большое расстояние. Районы, расположенные вблизи границ тектонических плит, в наибольшей степени подвержены землетрясениям. Иногда случаются землетрясения во внутренних частях плит - так называемые внутриплитовые землетрясения.

Рис. 2.1 - Эпицентры землетрясений 1963-1998 гг.

Землетрясения могут возникать и по другим причинам. Одной из таких причин является вулканическая деятельность (в местах, где раздвигаются тектонические плиты). Другой причиной является обрушение кровли шахт или подземных пустот с образованием упругих волн. Землетрясения, возникающие при развитии крупных оползней, называют обвальными. Кроме того, землетрясения могут вызываться и инженерной деятельностью человека (заполнение водохранилищ, закачка воды в скважины, образование подземных полостей вследствие добычи полезных ископаемых).

Среднее число землетрясений, происходящих ежегодно на земном шаре, приведено в табл. 2.1.

Таблица 2.1 - Среднее число землетрясений, происходящих ежегодно на земном шаре

Опасные последствия землетрясений разделяются на природные и связанные с деятельностью человека. К природным относятся: сотрясение грунта, нарушение грунта (трещины и смещения), оползни, лавины, сели, разжижение грунта, оседания, цунами, сейши.

К последствиям землетрясений, связанным с деятельностью человека относятся: разрушение или обрушение зданий, мостов и других сооружений; наводнения при прорывах плотин и водопроводов; пожары при повреждениях нефтехранилищ и разрывах газопроводов; повреждение транспортных средств, коммуникаций, линий энерго- и водоснабжения, а также канализационных труб; радиоактивные утечки при повреждении ядерных реакторов.

Рис. 2.2 - Последствия землетрясения в Японии 2011 г.

Область возникновения подземного удара - очаг землетрясения - представляет собой некоторый объём в толще земли, в пределах которого происходит процесс высвобождения накапливающейся длительное время энергии. В центре очага выделяется точка, именуемая гипоцентром. Проекция гипоцентра на поверхность земли - эпицентр.

Рис. 2.3 - C - гипоцентр землетрясения, E - эпицентр, DEF - сейсмическая волна под поверхностью, ML - область распространения сейсмической волны на поверхности

Сильные землетрясения всегда сопровождаются многочисленными афтершоками. Их количество и интенсивность со временем уменьшаются, а продолжительность проявления может длиться месяцами. Особенно велика вероятность сильных афтершоков в первые часы после главного толчка. Известно много случаев, когда поврежденные главным ударом здания рушились именно при повторных, менее сильных толчках. Афтершоки представляют угрозу при проведении спасательных работ.

Почти симметричны афтершокам форшомки. Отличие состоит в том, что иногда большое землетрясение порождает малые (афтершоки), а иногда, наоборот, малое землетрясение (форшок) порождает большое (главный удар), который, в свою очередь, порождает меньшие землетрясения (афтершоки).

Одной из главных характеристик землетрясения является энергия, излучаемая при сейсмическом толчке в форме упругих волн. Энергия сейсмических волн или магнитуда может составлять до сотен тысяч миллионов КВт/час (1020). Немецкий учёный Рихтер для характеристики энергии землетрясения в качестве эталона (точки отсчёта) предложил принять такую энергию, при которой на расстоянии 100 км от эпицентра стрелка сейсмографа стандартного типа отклоняется на 1 мкм, т. е. энергия землетрясения определяется как десятичный логарифм отношения амплитуды сейсмических волн замеренных на каком-либо расстоянии от эпицентра, к эталону. Изменение отношения на 10 соответствует изменению значения интенсивности колебания грунта на поверхности земли на 1 балл. Например, амплитуда землетрясения равна 300 000, эталон равен 10. По шкале Рихтера амплитуда землетрясения составит: 300 000 : 10 = log 30 000 = 4,48.

Наивысший балл по шкале Рихтера - 10.

Разрушительная способность землетрясения зависит от его магнитуды и от глубины очага и характеризуется в условных баллах интенсивности. В ряде Европейских стран используется 12-балльная шкала MSK (авторы: Медведев, Спонхевер, Карник), которая характеризует силу землетрясения в соответствии с его последствиями. Эта шкала учитывает не только энергию землетрясения, но и особенности разрушений, в отличие от шкалы Рихтера, и используется с 1964 г. В России принята 12-бальная Международная сейсмическая шкала интенсивности МSК-64 (шкала Меркалли), описывающая результат землетрясения в его эпицентре.

Таблица 2.2 - Последствия землетрясений в зависимости от интенсивности (по международной шкале Меркалли)

Статистика чрезвычайных ситуаций в Российской Федерации последних лет показывает, что доля землетрясений в ЧС составляет 8 %. Территория России, подверженная землетрясениям с интенсивностью более 7 баллов, составляет 20 %, около 6 % территории занимают особенно опасные 8-9 - балльные зоны (Камчатка, Сахалин, Северный Кавказ, Прибайкалье и Якутия). Более 20 млн россиян проживают в зонах возможных разрушительных землетрясений.

Количество человеческих жертв при землетрясениях зависит от ряда факторов. К числу таких факторов относятся: время начала землетрясения, магнитуда, глубина очага, удаление от населенных пунктов, тип построек и их качество, наличие в зоне землетрясения взрыво- и пожароопасных объектов, водохранилищ и плотин и т.п. Основная причина гибели людей - обрушение зданий, что приводит к различным последствиям, определяющихся интенсивностью землетрясений.

Методы прогноза землетрясений и оценка их последствий.

Тщательный анализ имеющихся данных позволяет предвидеть, в каких районах, и с какой силой могут проявляться землетрясения в будущем. В этом заключается сущность проблемы сейсмического районирования России, на основании которого составляются специальные инструкции и правила, регулирующие сейсмостойкое строительство. Мероприятия по сохранению зданий от разрушений при подземных толчках заключаются в обеспечении высокого качества строительства, в укреплении стен поэтажными железобетонными поясами, по ограничению этажности, по упрощению плана здания с приближением его к изометрическим формам и др. Карта сейсмического районирования, составленная Геофизическим институтом Академии наук РФ, одобрена Советом по сейсмологии при Президиуме Академии наук РФ и утверждена Правительством РФ в качестве официального документа, по которому устанавливается исходная цифра сейсмической балльности для всех населенных пунктов сейсмических районов РФ. Согласно этой карте, различные сейсмические зоны занимают соответствующие площади (табл. 2.3).

Таблица 2.3 - Карта сейсмического районирования

Проблема прогноза землетрясений состоит в последовательном уточнении места и времени, в пределах которых следует ожидать разрушительные землетрясения той или иной энергии.

Различают несколько стадий прогноза: на годы (долгосрочный прогноз); на месяцы (среднесрочный прогноз); на неделю и меньше (краткосрочный прогноз); на дни и часы (непосредственный прогноз).

На территории страны развернута Единая система сейсмических наблюдений (ЕССН), включающая в себя сеть сейсмических станций, расположенных в разных точках страны, и вычислительные обрабатывающие центры, которая предназначена, в основном, для проведения долгосрочного прогноза. На территории Российской Федерации и бывших союзных республик работает Среднеазиатский региональный центр прогноза землетрясений, созданный на базе Института сейсмостойкого строительства и сейсмологии АН Таджикистана. Действует Кавказский региональный центр прогноза землетрясений в Тбилиси. Проводятся исследования в территориальном центре прогноза на Камчатке.

Со среднесрочным прогнозом дело обстоит сложнее. Здесь счет идет уже на недели, для передачи и обработки данных дорог каждый день, и поэтому необходима автоматизированная система прогноза землетрясений. Элементы такой системы имеются в ряде регионов нашей страны.

С краткосрочным прогнозом положение тяжелое. Счет в таком прогнозе идет на дни и часы. Передачу данных надо вести в реальном времени. Это значит, что данные регистрации должны поступать в центр прогноза прямо после их получения на наблюдательных пунктах. В настоящее время системы краткосрочного прогноза не созданы, однако технические средства для создания подобной системы у человека имеются.

Отсутствует также в нашей стране и за рубежом система осуществления непосредственного прогноза.

Методы прогноза землетрясений основываются на наблюдении аномалий геофизических полей, измерении значений этих аномалий и обработки полученных данных. Соответственно различают несколько методов прогноза землетрясений.

Метод оценки сейсмической активности. Месторасположение и число толчков различной магнитуды может служить важным индикатором приближающегося сильного землетрясения. Часто сильное землетрясение сопровождается большим числом слабых толчков. Выявление и подсчет землетрясений требует большого числа сейсмографов и соответствующих устройств для обработки данных.

Метод измерения движения земной коры. Географические съемки с помощью триангуляционной сети на поверхности Земли и наблюдения со спутников из космоса могут выявить крупномасштабные деформации поверхности Земли. На поверхности Земли проводится точная съемка с помощью лазерных источников света. Повторные съемки требуют больших затрат времени и средств, поэтому измерения производят один раз в несколько лет.

Метод выявления опускания и поднятия участков земной коры. Вертикальные движения поверхности Земли можно измерить с помощью точных нивелировок на суше или море, мореографов в море. Поднятие и опускание участков земной коры может свидетельствовать о возможности наступления сильного землетрясения.

Метод измерения наклонов поверхности. Для измерения вариаций угла наклона земной поверхности используются специальные приборы - наклономеры. Сеть наклономеров устанавливают около разломов на глубине 1-2 м и ниже поверхности земли, измерения указывают на изменения наклонов незадолго до возникновения землетрясений.

Метод измерения деформации горных пород. Для измерения деформаций горных пород бурят скважину и устанавливают в ней деформографы, фиксирующие величину относительного смещения двух точек.

Метод определения уровня воды в колодцах и скважинах. Уровень грунтовых вод перед землетрясением часто повышается или понижается из-за изменений напряженного состояния горных пород. Уровень воды в скважинах вблизи эпицентра часто испытывает стабильные изменения: в одних скважинах он становится выше, в других - ниже.

Метод оценки изменения скорости сейсмических волн. Скорость сейсмических волн зависит от напряженного состояния горных пород, через которые волны распространяются, а также от содержания воды и других физических характеристик. При землетрясениях образуются различные типы сейсмических волн. Наибольший интерес среди этих волн представляют продольная P и поперечная S волны. Установлено, что перед сильным землетрясением наблюдается резкое уменьшение отношения скоростей волн P и S , что может явиться признаком, подтверждающим возможность землетрясения.

Метод регистрации изменения геомагнитного поля. Земное магнитное поле может испытывать локальные изменения из-за деформации горных пород и движений земной коры. С целью измерения малых вариаций магнитного поля используют специальные приборы - магнитометры.

Метод регистрации изменения земного электросопротивления. Одной из причин изменения электросопротивления горных пород может явиться изменение напряженности горных пород и содержания воды в земле, что, в свою очередь, может быть связано с возможностью возникновения землетрясения. Измерения электросопротивления проводятся с помощью электродов, помещаемых в почву на расстоянии нескольких километров друг от друга. При этом измеряется электрическое сопротивление толщи земли между ними.

Метод определения содержания радона в подземных водах. Радон - это радиоактивный газ, присутствующий в грунтовых водах и в воде скважин. Период полураспада его равен 38 суткам, радон постоянно выделяется из земли в атмосферу. Перед землетрясением происходит резкое изменение количества радона, выделяющегося из воды глубоких скважин.

Метод наблюдения за необычным поведением животных, птиц, рыб. Необычное поведение многих живых существ объясняется тем, что они гораздо более чувствительны к звукам и вибрациям, чем человек.

Для принятия решения по ликвидации последствий землетрясений важно умение оценить эти последствия.

Существует несколько способов оценки последствий землетрясений. Их основу составляют использование карт сейсмического районирования, на которых выявлены очаги будущих землетрясений, построение для этих очагов моделей изосейст (т.е. линий равной балльности) и оценка вероятностей разрушения зданий различных типов, попадающих в область действия землетрясения. Оценку последствий землетрясений для региона рассматривают в виде суммарного ущерба всех землетрясений в течение заданного интервала времени. Методика получения данных оценок разработана в ИФЗ АН РФ. Данные оценки получены в виде величин сейсмического риска за интервал времени 20-25 лет. Методика основана на том, что землетрясения представляют собой случайный поток Пуассона, не учитывает ущерб от повторных толчков (афтершоков) и представляет интерес для долгосрочного прогнозирования ущерба от землетрясений.

Рекомендации населению по поведению при землетрясении

Существенной особенностью стихийного бедствия - землетрясения является то, что поражающее воздействие на людей, разрушение жилых домов, производственных зданий, сооружений и других народнохозяйственных объектов происходит в короткие сроки - считанные десятки секунд. При этом очень редко причиной человеческих жертв бывает непосредственное движение (колебание) почвы. Большинство жертв является результатом падения предметов, стекол, камней, стен и т.д., когда сильные колебания сотрясают, разрушают здания, сооружения.

Основными причинами несчастных случаев при землетрясениях являются:

падение кирпичей, дымовых труб, карнизов, балконов, лепных украшений, облицовочных плит, рам, осветительных установок, обрушение частей здания;

падение (особенно с верхних этажей) битых стекол;

зависание и падение на проезжую часть улицы разорванных электропроводов;

падение тяжелых предметов в квартире;

пожары, вызванные утечкой газа из поврежденных труб и замыканием электролиний;

неконтролируемые действия людей в результате паники и др.

Относительно слабые землетрясения (до 5 баллов) не причиняют ущерба. Если начинаются 8-9-балльные толчки, то до того времени, когда последуют самые сильные колебания и возникает опасность разрушения здания, пройдет 15-20 с. Наиболее сильные колебания длятся несколько десятков секунд, расшатывая здания. Затем колебания идут на убыль в течение 30 с или более.

После сильной раскачки и толчков здание может начать разрушаться (падение отдельных плит перекрытия или блоков капитальных стен), в этом случае попытка покинуть здание может быть менее рискованной, чем пребывание внутри здания.

В сейсмоопасных районах с целью уменьшения числа травм и человеческих жертв необходимо заблаговременно:

наметить план действий в чрезвычайной обстановке и договориться о месте сбора семьи после землетрясения, составить список телефонов, чтобы можно было вызвать противопожарную, медицинскую помощь, милицию или представителей МЧС РФ;

определить путь движения с учётом малого запаса времени до наибольших колебаний и толчков. Землетрясение может случиться ночью, при этом двери и проходы будут местами скопления людей, что может помешать быстрому выходу из здания. В этом случае для эвакуации необходимо использовать окна первого этажа;

определить безопасные места, где можно переждать толчки. Это могут быть - проёмы капитальных внутренних стен; углы, образованные капитальными внутренними стенами; места у капитальных внутренних стен, у колонн и под балками каркаса. Наиболее опасными местами в зданиях во время землетрясения являются большие застеклённые проёмы наружных и внутренних стен, угловые комнаты, особенно последних этажей, лифты;

проверять состояние электропроводки, водопроводных и газовых труб. Все взрослые члены семьи должны быть обучены отключению электричества, газа и воды в квартире, подъезде, доме, а также оказанию первой медицинской помощи, прежде всего, при травмах;

подготовить самые необходимые вещи (предметы) и хранить их в месте, известном членам семьи (радиоприемник на батарейках; запас консервированных продуктов и питьевой воды из расчета на 3-5 сут.; аптечку первой медицинской помощи с двойным запасом перевязочных материалов и с набором лекарств, необходимых хронически больным членам семьи; переносной электрический фонарь, ведро с песком, огнетушитель автомобильный);

подготовить документы и хранить их в одном легкодоступном месте недалеко от входа в квартиру. Там же хранить рюкзак, в котором должны быть фонарь, топорик (секач), спички, немного еды, аптечка, свечи, запасная одежда и обувь (по сезону) в расчете на всю семью; при наличии гаража или садового домика их можно использовать как убежища в первые дни после землетрясения. При этом менее надежными являются постройки, расположенные на оползневых склонах;

прочно прикрепить к стенам или к полу шкафы, этажерки, стеллажи; мебель разместить так, чтобы она не могла упасть на спальные места, перекрыть выходы из комнат, загородить двери; тяжелые вещи, лежащие на полках или на мебели, прочно закрепить или переместить вниз;

проверить отсутствие полок над спальными местами, входными дверями, плитами, раковинами, унитазами; закрыть переднюю часть полок с посудой, надежно закрепить люстры и люминесцентные светильники;

проверить, что емкости с легковоспламеняющимися веществами и едкими жидкостями содержатся надежно закупоренными и хранятся так, чтобы они не могли упасть и разбиться при колебании здания;

проводить тренировки (репетиции), продумать, как повысить безопасность детей, пожилых людей, инвалидов и больных;

Ликвидация последствий землетрясений

Массовые разрушения жилых и общественных зданий на значительной территории, повреждение дорог, железнодорожных путей, выход из строя объектов энергообеспечения и коммунальных сетей, телефонной связи, гибель людей и животных вызывают необходимость решения ряда задач по ликвидации последствий землетрясений.

В ходе ликвидации последствий землетрясения можно выделить два основных этапа:

поисково-спасательных и других неотложных работ;

восстановление социально-экономического потенциала зоны бедствия.

Этап 1. В первые часы и сутки после землетрясения в кратчайшие сроки взять под жесткий контроль и организовать целенаправленную деятельность всех местных и прибывающих органов и сил в целях спасения людей, оказавшихся в завалах разрушенных зданий и сооружений. Для этого: восстановить нарушенное управление, оценить обстановку и масштабы последствий землетрясения, усилить комендантскую службу и охрану общественного порядка, изолировать от посторонних пострадавшие районы, создать группировку сил и организовать проведение поисково-спасательных и других неотложных работ, обеспечить минимально необходимые условия жизни населения в районе бедствия. При создании группировки сил учитывать необходимость проведения всего комплекса работ в возможно короткие сроки.

Этап 2. При ликвидации последствий землетрясений развертываются работы по экономическому и социальному восстановлению пострадавших районов: возобновление производственной деятельности промышленности и объектов инфраструктуры, обеспечение жизнедеятельности населения в пострадавших районах. Параллельно со строительно-монтажными работами, выполняются следующие работы:

разборка завалов и вывоз поврежденных конструкций и строительного мусора в отвалы;

санитарная очистка городов и населенных пунктов;

доставка вагон-домиков со станций разгрузки в назначенные места, сбор и сдача металлолома;

другие работы в интересах обеспечения жизнедеятельности населения.

2.1.2 Извержение вулканов

Вулкан (от лат. vulcanus - огонь, пламя), геологическое образование, возникающее над каналами и трещинами в земной коре, по которым на земную поверхность извергаются лава, пепел, горячие газы, пары воды и обломки горных пород.

Вулканы делятся в зависимости от степени вулканической активности на действующие, спящие, потухшие. Действующим вулканом принято считать вулкан, извергавшийся в исторический период времени или в голоцене. Понятие активный достаточно неточное, так как вулкан, имеющий действующие фумаролы, некоторые учёные относят к активным, а некоторые к потухшим. Спящими считаются недействующие вулканы, на которых возможны извержения, а потухшими - на которых они маловероятны.

Вместе с тем, среди вулканологов нет единого мнения, как определить активный вулкан. Период активности вулкана может продолжаться от нескольких месяцев до нескольких миллионов лет. Многие вулканы проявляли вулканическую активность несколько десятков тысяч лет назад, но в настоящее время не считаются действующими.

По форме различают центральные, извергающиеся из центрального выводного отверстия, и трещинные (линейные), аппараты которых имеют вид зияющих трещин или ряда небольших конусов.

По особенностям строения и типам извержения различают:

Щитовидные вулканы образуются в результате многократных выбросов жидкой лавы. Эта форма характерна для вулканов, извергающих базальтовую лаву низкой вязкости: она вытекает как из центрального кратера, так и из склонов вулкана. Лава равномерно растекается на многие километры. Как, например, на вулкане Мауна-Лоа на Гавайских островах, где она стекает прямо в океан.

Шлаковые конусы выбрасывают из своего жерла только такие неплотные вещества, как камни и пепел: самые крупные обломки скапливаются слоями вокруг кратера. Из-за этого вулкан с каждым извержением становится всё выше. Лёгкие частицы отлетают на более дальнее расстояние, что делает склоны пологими.

Стратовулканы, или «слоистые вулканы», периодически извергают лаву и пирокластическое вещество - смесь горячего газа, пепла и раскалённых камней. Поэтому отложения на их конусе чередуются. На склонах стратовулканов образуются ребристые коридоры из застывшей лавы, которые служат вулкану опорой.

Купольные вулканы образуются, когда гранитная, вязкая магма вздымается над краями кратера вулкана и лишь небольшое количество просачивается наружу, стекая по склонам. Магма закупоривает жерло вулкана, подобно пробке, которую накопившиеся под куполом газы буквально выбивают из жерла.

Основные части вулканического аппарата: магматический очаг (в земной коре или верхней мантии); жерло - выводной канал, по которому магма поднимается к поверхности; конус - возвышенность на поверхности Земли из продуктов выброса вулкана; кратер - углубление на поверхности конуса вулкана.

После извержений, когда активность вулкана либо прекращается навсегда, либо он «дремлет» в течение тысяч лет, на самом вулкане и его окрестностях сохраняются процессы, связанные с остыванием магматического очага и называемые поствулканическими. К ним относят фумаролы, термы, гейзеры.

Фумаромла - трещины и отверстия, располагающиеся в кратерах, на склонах и у подножия вулканов и служащие источниками горячих газов. В любых вулканических газах преобладает водяной пар, составляющий 95-98 %. Второе место после водяного пара в составе вулканических газов занимает двуокись углерода (CO2); далее следуют газы, содержащие серу (S, SO2, SO3), хлористый водород (HСl) и другие менее распространенные газы типа фтористого водорода (HF), аммиака (NH3), окиси углерода (CO) и т.д. В Камеруне (Центральная Африка) находится влк. Ниос, в кратере которого расположено озеро. 21 августа 1986 г. жители деревень, раскинувшихся в окрестностях, услышали звук, напоминающий громкий хлопок. Через некоторое время газовое облако, вырвавшееся из воды кратерного озера и накрывшее территорию площадью около 25 км2, стало причиной смерти более 1700 человек. Смертоносный газ оказался двуокисью углерода, выброшенной в атмосферу из еще не потухшего вулкана.

Темрмы - горячие источники, широко распространены в областях вулканизма. Воды бывают натриево-хлоридными, кислыми сульфатно-хлоридными, кислыми сульфатными, натриево- и кальциево-бикарбонатными и другими. Нередко в термальных водах содержится много радиоактивных веществ, в частности радона. Не все термы связаны с вулканами, так как с глубиной температура увеличивается, и в районах с повышенным геотермическим градиентом циркулирующая атмосферная вода нагревается до высоких температур.

Гемйзер - источник, периодически выбрасывающий фонтаны горячей воды и пара. Вода, выбрасываемая гейзером, относительно чистая, слабо минерализованная. Деятельность гейзера характеризуется периодической повторяемостью покоя, наполнения котловинки водой, фонтанирования пароводяной смеси и интенсивных выбросов пара, постепенно сменяющихся спокойным их выделением, прекращением выделения пара и наступлением стадии покоя. Различают регулярные и нерегулярные гейзеры. У первых продолжительность цикла в целом и его отдельных стадий почти постоянна, у вторых - изменчива, у разных гейзеров продолжительность отдельных стадий измеряется минутами и десятками минут, стадия покоя длится от нескольких минут до нескольких часов или дней.

Вулканы причиняют огромный ущерб, особенно тогда, когда извержение происходит внезапно и не остается времени предостеречь и эвакуировать население. Раскаленная лава уничтожает все, что встречается на ее пути, вызывая пожары, ядовитые газы распространяются на большое расстояние, а пепел покрывает огромные пространства.

Вулканические извержения по своим последствиям опасны для людей, проживающих в близости к действующим вулканам. К числу наиболее опасных явлений относятся лавовые потоки, выпадения тефры, вулканические грязевые потоки, вулканические наводнения, палящая вулканическая туча и вулканические газы.

Лавовые потоки состоят из лавы - расплава горных пород, разогретых до температуры 900-1000 °С. В зависимости от состава горных пород лава может быть жидкой или вязкой. При извержении вулкана лава изливается из трещин в склоне вулкана, либо переливается через край кратера вулкана и стекает к его подножию. Лавовый поток передвигается тем быстрее, чем мощнее сам лавовый поток, больше уклон конуса вулкана и жиже лава. Диапазон скоростей лавовых потоков достаточно широк: от нескольких сантиметров в час до нескольких десятков километров в час. В отдельных случаях, скорость лавовых потоков может достигать 100 км/час. Чаще всего скорость движения не превышает 1 км/час. Лавовые потоки при смертоносных температурах представляют опасность лишь тогда, когда на их пути оказываются населенные пункты. Однако и в этом случае остается время на эвакуацию населения и проведение защитных мероприятий.

Тефра состоит из обломков застывшей лавы, более древних подповерхностных горных пород и раздробленного вулканического материала, образующего конус вулкана. Тефра образуется при вулканическом взрыве, сопровождающем извержение вулкана. Наиболее крупные обломки тефры именуются вулканическими бомбами, несколько меньшие по размеру - лапиллами, еще более мелкие - вулканическим песком, а мельчайшие - пеплом. Вулканические бомбы отлетают на несколько километров от кратера. Лапиллы и вулканический песок могут распространяться на десятки километров, а пепел в высоких слоях атмосферы может несколько раз обогнуть земной шар. Объем тефры при некоторых вулканических извержениях значительно превосходит объем лавы; иногда выбросы тефры составляют десятки кубических километров. Выпадение тефры приводит к уничтожению животных, растений, возможна гибель людей. Вероятность выпадения тефры на населенный пункт в значительной степени зависит от направления ветра. Мощные слои пепла на склонах вулкана находятся в неустойчивом положении. Когда на них ложатся новые порции пепла, они соскальзывают со склона вулкана. В некоторых случаях пепел пропитывается водой, в результате чего образуются вулканические грязевые потоки. Скорость грязевых потоков может достигать нескольких десятков километров в час. Такие потоки обладают значительной плотностью и могут во время своего движения увлекать крупные глыбы, что увеличивает их опасность. Из-за большой скорости движения грязевых потоков затрудняется проведение спасательных работ и эвакуации населения.

При таянии ледников во время вулканических извержений может сразу образоваться огромное количество воды, что приводит к вулканическим наводнениям. Точно подсчитать, какое количество воды спустил ледник, трудно, хотя это весьма важно для планирования мер защиты от вулканического наводнения. Это объясняется тем, что ледники имеют много внутренних полостей, заполненных водой, которая добавляется к воде, возникающей при таянии ледников во время вулканического извержения.

Палящая вулканическая туча представляет собой смесь раскаленных газов и тефры. Поражающее действие палящей тучи обусловлено образующейся при ее возникновении ударной волной (ветром у краев тучи), распространяющейся со скоростью до 40 км/ч, и валом жара (температура до 1000°С). Кроме того, сама туча может передвигаться с большой скоростью (90-200 км/ч).

Вулканические газы представляют собой смесь сернистого и серного окислов, сероводорода, хлористоводородной и фтористоводородной кислот в газообразном состоянии, а также углекислого и угарного газов в больших концентрациях, смертельно опасных для человека. Выделение газов может продолжаться десятки миллионов лет даже после того, как вулкан перестал выбрасывать лаву и пепел. Резкие колебания климата обусловлены изменением теплофизических свойств атмосферы за счет ее загрязнения вулканическими газами и аэрозолями. При крупнейших извержениях вулканические выбросы распространяются в атмосфере над всей планетой. Примесь углекислого газа и силикатных частиц может создавать парниковый эффект, ведущий к потеплению земной поверхности; большинство же аэрозолей в атмосфере приводит к похолоданию. Конкретный эффект извержения зависит от химического состава, количества выброшенного материала и от расположения его источника.

При извержениях островных и подводных вулканов часто возникают цунами. Кроме того, образующиеся при подводных извержениях облака вспыхивающих газов и пара могут служить причиной гибели морских судов. Газ способен выделяться не только в точках извержения, но и на соседних с ним больших пространствах морского дна, покрытого отложениями с высоким содержанием газогидратов. Последние могут распадаться на воду и газ при довольно малых изменениях давления, температуры, химического состава вышележащей толщи воды.

Таблица 2.4 - Поражающие факторы вулканов

Извержения вулканов могут причинить огромные беды. Города Помпеи и Геркуланум в Италии в 79 году н.э. были погребены в результате извержения Везувия. В результате извержения вулкана на острове Кракатау в Индонезии в 1883 году погибли 36000 человек, а совсем недавно, в 1985 году в Невадо де Руис в Колумбии извержение вулкана растопило снег на горе, и образовавшийся поток в считаное время снес все на своем пути, уничтожив несколько населенных пунктов и погубив более 25000 человек.

Современные вулканы расположены вдоль крупных разломов и тектонически подвижных областей (главным образом на островах и берегах Тихого и Атлантического океанов). Активные действующие вулканы: Ключевская Сопка и Авачинская Сопка (Камчатка, Российская Федерация), Везувий (Италия), Исалько (Сальвадор), Мауна-Лоа (Гавайские оострова) и др. В России опасность извержения вулканов имеется на Камчатке, Курильских островах, Сахалине. Сейчас на Камчатке в стадии активной деятельности находятся 29 вулканов, на Курильских островах - 39. В зоне вулканической деятельности расположено 25 населенных пунктов на Курилах и несколько городов на Камчатке.

Прогноз вулканических извержений

Катастрофические извержения вулканов сопровождаются большими жертвами среди населения. При извержении влк. Тамбора в Индонезии в 1815 г. погибло от 60 тыс. до 90 тыс. человек. Взрыв влк. Кракатау в 1883 г. стал причиной смерти 40 тыс. человек. От палящих туч, образовавшихся при извержении влк. Ламингтон на Новой Гвинее, погибло около 4 тыс. человек. Предвестником извержения являются вулканические землетрясения, которые связаны с пульсацией магмы, продвигающейся вверх по подводящему каналу. Специальные приборы - наклономеры - регистрируют изменение наклона земной поверхности вблизи вулканов. Перед извержением меняются местное магнитное поле и состав вулканических газов, выделяющихся из фумарол. На Камчатке уже в 1955 г. было предсказано извержение влк. Безымянный, в 1964 г. - влк. Шивелуч, затем - Толбачикских вулканов.

На вулканических территориях действует ряд вулканических станций. Как и для землетрясений, составляются карты вулканической опасности (риска). Подробная карта такого рода составлена для Камчатки в РФ, для Гавайских островов и района Каскадных гор в США. В Российской Федерации непосредственное наблюдение за вулканами осуществляется институтом вулканологии Дальневосточного отделения АН РФ.

Прогноз извержений основан на двух группах методов. Первые основаны на изучении жизни самого вулкана: отдельные вулканы извергаются с определенными интервалами времени, другие свое пробуждение знаменуют звуковыми эффектами; знание вулканов может помочь в предупреждении извержений. Другую группу методов составляют сложные статистические вычисления и исследования признаков готовящегося извержения с помощью точных приборов. Вокруг опасных вулканов размещают, как правило, сейсмические станции, регистрирующие толчки. Когда лава расширяется на глубине, заполняя трещины, это вызывает сотрясение земной поверхности. Землетрясения с очагами под вулканами являются, таким образом, надежным признаком готовящегося извержения.

Профилактические мероприятия вулканических извержений

Защитные мероприятия от лавы

Бомбардировка лавового потока с самолета. Охлаждаясь, лавовый поток создает заградительные валы и течет в лотке. Когда же удается эти валы прорвать, лава разливается, скорость ее течения замедляется и приостанавливается.

Отвод лавовых потоков с помощью искусственных желобов.

Бомбардировка кратера. Лавовые потоки по большей части возникают за счет того, что лава переливается через край кратера, если же удается разрушить стенку кратера раньше, чем образовалось лавовое озеро, скопится немного меньше лавы и ее излияние по склону не принесет вреда. Сток лавы, кроме того, можно направить в нужном направлении.

Возведение предохранительных дамб.

Охлаждение поверхности лавы водой. На охлажденной поверхности образуется корка и поток останавливается.

Защита от выпадения тефры

Создание и использование в случае извержения специальных укрытий. Возможно проведение эвакуации населения.

Защита от вулканических грязевых потоков

От слабых грязевых потоков можно защититься дамбами или сооружением желобов. В некоторых индонезийских селениях у подножия вулканов насыпают искусственные холмы. При серьезных опасностях люди вбегают на них и таким образом могут избежать опасности. Существует еще один способ - искусственное понижение кратерного озера. Наилучшим способом является запрещение заселения опасной территории или эвакуация при первых признаках вулканического извержения.

Действия населения при извержениях вулканов

Подготовка к извержению:

эвакуация из опасной зоны после сообщения о возможном извержении;

при невозможности эвакуации - уплотнение окон, дверей, дымоходов;

установка техники в гараже

помещение животных в сараи;

подготовка автономных источников освещения (свечи, лампы);

связи (радиоприемник на батарейках);

создание запасов воды, продуктов питания на 3-5 суток;

подготовка аптечки медицинской помощи.

Поведение при извержении:

при нахождении вне помещения защита головы и, тела от камней и пепла шлемом, каской, плотной шапкой;

нахождение вдали от рек, ложбин, оврагов у вулкана во избежание попадания в зону лавовых потоков и селей;

не использование автомобиля;

укрытие от палящей тучи в воде, в подземном убежище.

Поведение после извержения:

использование простейших средств защиты органов дыхания (марлевых повязок, тканевых масок) для исключения вдыхания пепла;

применение защитных очков и одежды для защиты от ожогов;

уборка пепла с крыш здания для исключения ее перегрузки и обрушения.

2.1.3 Обвалы и оползни

Большая часть поверхности Земли - это склоны. К склонам относятся участки поверхности с углами наклона, превышающими 1°. Они занимают не меньше 3/4 площади суши. Чем круче склон, тем значительнее составляющая силы тяжести, стремящаяся преодолеть силу сцепления частиц пород и сместить их вниз. Силе тяжести помогают или мешают особенности строения склонов: прочность пород, чередование слоев различного состава и их наклон, грунтовые воды, ослабляющие силы сцепления между частицами пород.

Обвалом называется быстрое отделение массы горных пород на крутом склоне с углом больше угла естественного откоса, происходящее вследствие потери устойчивости поверхности склона под влиянием различных факторов (выветривания, эрозии и абразии в основании склона и др.).

Обвалы относятся к гравитационному движению горных пород без участия воды, хотя вода способствует их возникновению, так как чаще обвалы появляются в периоды дождей, таяния снега, весенних оттепелей. Обвалы могут быть вызваны взрывными работами, заполнением горных речных долин водой при создании водохранилищ и другой деятельностью человека.

Обвалы часто происходят на склонах, нарушенных тектоническими процессами и выветриванием. Как правило, обвалы возникают тогда, когда на склоне массива слоистой структуры пласты падают в том же направлении, что и поверхность склона, или когда высокие склоны горных ущелий и каньонов разбиты вертикальными и горизонтальными трещинами на отдельные блоки.

Одной из разновидностей обвалов являются вывалы - обрушение отдельных глыб и камней из скальных грунтов, слагающих отвесные склоны и откосы выемок.

На крутых (30° и более) склонах распространены камнепады - случаи движения одиночных камней или небольших групп. Движение камней происходит в форме неоднократных «прыжков» со скоростью 40-60 м/с (150-200 км/ч). Причинами падения камней служит выдувание или вымывание из-под них мелкозема, сталкивание их языками оползающего грунта, а также процессы намерзания и таяния под ними льда. Наиболее крупные камнепады возбуждаются сильными ливнями. Камнепады наиболее опасны на автодорогах, промышленных и крутосклонных ущельях Памира, Алтая, Тянь-Шаня, Кавказа.

Тектоническая раздробленность горных пород способствует образованию отдельных блоков, которые отделяются от корневого массива под действием выветривания и скатываются вниз по склону, разбиваясь на глыбы меньших размеров. Размер отрывающихся блоков связан с прочностью пород. Блоки наибольшего размера (до 15 м в поперечнике) образуются в базальтах. В гранитах, гнейсах, крепких песчаниках образуются глыбы меньшего размера, максимум до 3-5 м, в алевролитах - до 1-1,5 м. В сланцевых породах обвалы наблюдаются значительно реже и размер глыб в них не превышает 0,5-1 м.

Основной характеристикой обвала является объем обвалившихся горных пород; исходя из объема обвалы условно разделяются на очень малые (объем менее 5 м3), малые (5-50 м3), средние (50-1000 м3) и крупные (более 1000 м3).

В целом по стране очень малые обвалы составляют 65-70%, малые - 15-20%, средние - 10-15%, крупные - менее 5% общего числа обвалов. В природных условиях наблюдаются и гигантские катастрофические обвалы, в результате которых обрушиваются миллионы и миллиарды кубических метров пород; вероятность появления подобных обвалов составляет примерно 0,05%.

Оползнем называется скользящее смещение масс горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести.

Поскольку процесс оползания - это скольжение массы горных пород по какой-то поверхности, поэтому у любого оползня всегда выделяют оползневое тело, которое двигается, и поверхность скольжения, по которой оно двигается. Поверхность скольжения обычно имеет вогнутую форму. Фронтальная (передняя) часть оползня сминается в складки, в ней образуются бугры и валы, а тыловая часть, соскользнувшая и оторвавшаяся от склона, обнажает, как правило, вертикальную стенку, так называемый надоползневый уступ. Простые оползни, которые вызваны однократным скольжением массы пород, наблюдаются редко. Чаще всего оползневые массивы формируются длительное время, и в их пределах процесс оползания повторяется неоднократно, в результате чего возникают бугристые сложные склоны, как, например, на Воробьевых горах около Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова. Крутой склон, обращенный к Москве-реке, имеет неровный, бугристый рельеф, образовавшийся в результате неоднократного сползания его верхней части.

Оползни возникают на каком-либо участке склона или откоса из-за нарушения равновесия пород, вызванного следующими причинами:

увеличением крутизны склона в результате подмыва водой;

ослаблением прочности пород при выветривании или переувлажнении осадками и подземными водами;

воздействием сейсмических толчков;

строительством и хозяйственной деятельностью, проводимыми без учета геологических условий местности, и др.

Природными факторами, непосредственно влияющими на образование оползней, являются землетрясения, переувлажнение склонов гор интенсивными атмосферными осадками или грунтовыми водами, речная эрозия, абразия и др. Антропогенными факторами (связанными с деятельностью человека) являются подрезка склонов при прокладке дорог, вырубка лесов и кустарников на склонах, производство взрывных и горных работ вблизи оползневых участков, неконтролируемые распашка и полив земельных участков на склонах и т.п.

По мощности оползневого процесса, т.е. вовлечению в движение масс горных пород, оползни делятся на малые - до 10 тыс. м3, средние - 10-100 тыс. м3, крупные - 100-1000 тыс. м3, очень крупные - свыше 1000 тыс. м3.

По скорости движения оползни делятся на:

По влажности оползни бывают:

сухие, не содержащие влаги;

слабовлажные, содержащие немного несвободной воды, обусловливающей пластичность и текучесть грунта;

влажные, содержащие достаточно воды, чтобы частично обладать текучестью;

очень влажные, содержащие достаточно воды для жидкого течения на голых склонах.

Оползни могут сходить со всех склонов, начиная с крутизны 19°, а на трещиноватых глинистых грунтах - при крутизне склона 5-7°.

Оползни, вызванные изменением природных условий, как правило, не начинаются внезапно. Первоначальным признаком начавшихся оползневых подвижек служит появление трещин на поверхности земли, разрывов дорог и береговых укреплений, смещений деревьев и т.п. С максимальной скоростью (десятки км/час) оползни движутся в начальный период, с течением времени скорость постепенно замедляется.

В самостоятельную группу можно выделить оползни искусственных земляных сооружений - железнодорожных насыпей, терриконов и отвалов горных пород.

Профилактические и прогностические мероприятия

Большую часть потенциальных оползней можно предотвратить, если своевременно принять меры в начальной стадии их развития. Среди различных мероприятий особенно важное значение имеют контроль и прогнозирование оползневых процессов. Они необходимы для обеспечения:

расположения объектов в безопасных местах;

своевременного предупреждения возникновения новых оползней;

предотвращения опасного объема и скорости смещения уже существующих оползней;

выявления необходимости борьбы с оползнями;

возможности эксплуатации объектов без укрепления склона.

Для предотвращения возникновения оползней необходимо организовать контроль за состоянием склонов и соблюдением охранно-противооползневого режима, а также проводить комплекс противооползневых мероприятий с учетом гидрогеологических условий и характеристики оползневого участка. Необходимые для этого данные наносят на крупномасштабные карты. На них должны быть указаны: устойчивость склонов; возможность производства земляных работ; гидрогеологические условия района; возвышенности и косогоры; места расположения стоков, дренажных бассейнов, затопляемых участков и распределение подземных вод. На эти же карты наносят места прошлых оползней и районы возможного оползания. К карте прилагается пояснительная записка с подробным описанием оползневого района (участка).

В пределах участков, где возможно возникновение оползней, организуется постоянное наблюдение для выявления причин возникновения оползневых перемещений, изучения их динамики и разработки комплекса противооползневых мероприятий. Наблюдение ведется специально назначенными постами из состава работников оползневых станций, в задачу которых входит контроль за колебаниями уровней воды в колодцах, дренажных сооружениях, буровых скважинах, реках, водохранилищах и озерах, за режимом подземных вод, скоростью и направлением оползневых подвижек, за выпадением и стоком атмосферных осадков.

На наиболее ответственных участках такие посты оборудуют створы глубинных реперов и ведут за ними наблюдение. В качестве реперов используют буровые штанги длиной 2-2,5 м. В районах глубокого промерзания оползневого грунта штанги-реперы устанавливают на глубину до 3 м и заливают раствором цемента. Данные о колебаниях уровней подземных вод и их влиянии на устойчивость склонов, а также конкретные сведения об оползневых смещениях оползневые станции представляют ежегодно в виде краткого отчета в управление инженерной защиты города и штаб ГО города. На основании результатов наблюдений выявляются участки, где ожидается развитие оползней, а также выполняют работы на участках, где зафиксировано смещение земляных пород. Определяют силы и средства, необходимые для обеспечения противооползневых мероприятий. Имея перечень, расположенных на участках ожидаемого развития оползней, можно прогнозировать возможный ущерб.

Противооползневые мероприятия по своему характеру разделяются на две группы: пассивные и активные.

К пассивным относятся охранно-ограничительнные мероприятия:

запрещение подрезки оползневых склонов и устройства на них всякого рода выемок;

недопущение различного рода подсыпок, как на склонах, так и над ними, в пределах угрожающей полосы;

запрещение строительства на склонах и на указанной полосе сооружений, прудов, водоемов, объектов с большим водопотреблением без выполнения конструктивных мероприятий, полностью исключающих утечку воды в грунт;

запрещение взрывов и горных работ вблизи оползневых участков;

запрещение устройства водонепроницаемых пластырей в зоне выплывания грунтовых вод;

охрана древесно-кустарниковой и травянистой растительности;

запрещение неконтролируемого полива земельных участков, а иногда и их распашки;

запрещение устройства водопроводных колонок и постоянного водопровода без устройства канализации;

недопущение сброса на оползневые склоны ливневых, талых, сточных и других вод;

залесение оползневых территорий.

К активным относятся противооползневые мероприятия, проведение которых требует устройства инженерных сооружений:

подпорных конструкций - для предотвращения оползневых процессов;

подпорных стенок - на сравнительно небольших оползнях, на склонах при нарушении их устойчивости в результате подрезки и подмывок;

контрбанкетов - у подошвы действующего или потенциального оползня, своим весом препятствующих смещению земляных масс;

свайных рядов - для укрепления оползневых склонов в период временной стабилизации оползней, имеющих относительно малую (до четырех метров) мощность смещенного тела (бетонные, железобетонные и стальные сваи располагают в шахматном порядке в несмещаемой породе на глубину 2 м.;

сплошных свайных, или шпунтовых рядов (тонких стенок) (устанавливаются реже других удерживающих сооружений вследствие их высокой стоимости).

Борьба с оползнями основана на обеспечении устойчивости склона.

Общими противооползневыми мероприятиями для оползней всех видов являются:

отвод поверхностных вод, притекающих к оползневому участку со стороны (устройство нагорных канав);

отвод атмосферных вод с поверхности оползневого участка;

разгрузка оползневых склонов (откосов), террасирование склонов;

посадка древесной и кустарниковой растительности в комплексе с посевом многолетних дернообразующих трав на поверхности оползневых склонов;

спрямление русел рек и периодически действующих водотоков, подмывающих основание оползневых склонов;

берегоукрепление (буны, донные волноломы, струенаправляющие устройства, защитные лесонасаждения и др.) в основании подмываемых оползневых склонов;

отсыпка (намыв) земляных (песчаных, гравийных, каменных) контрбанкетов у основания оползневых склонов.

Действия населения при оползнях

Подготовка к оползню:

изучение информации о возможных местах и границах оползней;

изучение сигналов оповещения об угрозе возникновения оползня и порядка действия при подаче сигнала;

при появлении признаков оползня (заклинивания дверей и окон, трещины в зданиях, просачивание воды на склонах) сообщение в пост оползневой станции.

Действия при оползне:

после сигнала об угрозе оползня отключение электроприборов, газовых приборов и воды;

подготовка к эвакуации;

при слабой скорости оползня (метры в месяц) перенесение строений на неопасное место, вывоз мебели и ценных вещей;

при скорости более 1 м в сутки эвакуация с документами, ценными вещами, продуктами;

при попадании в завал - движение к краю оползневых масс;

при невозможности освобождения - подача сигнала людям, находящимся вне завала;

откапывание пострадавших.

Действия после смещения оползня:

в уцелевших строениях проверка линий электроснабжения, водопровода, газоснабжения;

при отсутствии повреждений помощь спасателям в извлечении пострадавших;

самопомощь и доврачебная помощь пострадавшим;

следование указаниям спасателей.

2.1.4 Сель. Селевые потоки

Сель, силь (от араб. сайль - бурный поток), внезапно формирующийся в руслах горных рек временный поток, характеризующийся резким подъёмом уровня и высоким (от 10-15 до 75%) содержанием твёрдого материала (продуктов разрушения горных пород).

Сель - нечто среднее между жидкой и твёрдой массой. Это явление кратковременное (обычно оно длится 1-3 ч), характерное для малых водотоков длиной до 25-30 км и с площадью водосбора до 50-100 кмІ.

Средняя скорость движения селевых потоков 2-4 м/с, достигая 4-6 м/с, что обуславливает их большое разрушительное действие. На своем пути потоки прокладывают глубокие русла, которые в обычное время бывают сухими или содержат небольшие ручьи. Материал селей откладывается в предгорных равнинах.

Сели характеризуются продвижением его лобовой части в форме вала из воды и наносов или чаще наличием ряда последовательно смещающихся валов. Прохождение селя сопровождается значительными переформированиями русла.

Сель возникает в результате интенсивных и продолжительных ливней, бурного таяния ледников или сезонного снегового покрова, а также вследствие обрушения в русло больших количеств рыхлообломочного материала (при уклонах местности не менее 0,08-0,10). Решающим фактором возникновения может послужить вырубка лесов в горной местности - корни деревьев держат верхнюю часть почвы, что предотвращает возникновение селевого потока.

Иногда сели возникают в бассейнах небольших горных рек и сухих логов со значительными (не менее 0,10) уклонами тальвега и при наличии больших скоплений продуктов выветривания.

Для образования селевых потоков необходимо наличие:

достаточного количества продуктов разрушения горных пород на склонах бассейна;

достаточного объема воды для смыва или сноса со склонов рыхлого твердого материала и последующего его перемещения по руслам;

крутого уклона склонов и водотока.

Основным условием возникновения селей является такое количество дождевых осадков, которое способно вызвать смыв продуктов разрушения горных пород и вовлечение их в движение.

Потенциальный 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. Селевые очаги делятся на селевые врезы, рытвины и очаги рассредоточенного селеобразования.

Селевой рытвиной называют линейное морфологическое образование, прорезающее скальные, задернованные или залесенные склоны, сложенные обычно незначительной по толщине корой выветривания. Селевые рытвины отличаются небольшой протяженностью (редко превышают 500…600 м) и глубиной (редко более 10 м). Угол дна рытвин обычно более 15°.

Селевой врез представляет собой мощное морфологическое образование, выработанное в толще древних моренных отложений и чаще всего приуроченное к резким перегибам склона. Кроме древне-моренных образований селевые врезы могут формироваться на аккумулятивном, вулканогенном, оползневом, обвальном рельефе. Селевые врезы по своим размерам значительно превосходят селевые рытвины, а их продольные профили более плавные, чем у селевых рытвин. Максимальные глубины селевых врезов достигают 100м и более; площади водосборов селевых врезов могут достигать более 60кмІ. Объем грунта, выносимый из селевого вреза за один сель, может достигать 6 млн мі.

Под очагом рассредоточенного селеобразования понимают участок крутых (35…55°) обнажений, сильно разрушенных горных пород, имеющих густую и разветвленную сеть борозд, в которых интенсивно накапливаются продукты выветривания горных пород и происходит формирование микроселей, объединяющихся затем в едином селевом русле. Они приурочены, как правило, к активным тектоническим разломам, а их появление обусловлено крупными землетрясениями. Площади селевых очагов достигают 0,7кмІ и редко больше.

Вид селевого потока определяется составом селеобразующих пород. Селевые потоки бывают: водно-каменными, водно-песчаными и водно-пылеватыми; грязевыми, грязекаменными или каменно-грязевыми; водно-снежно-каменными.

Водно-каменный сель - поток, в составе которого преобладает крупнообломочный материал с преимущественно крупными камнями, в том числе с валунами и со скальными обломками (объемный вес потока 1,1-1,5 т/м3). Формируется в основном в зоне плотных пород.

Водно-песчаный и водно-пылеватый сель - поток, в котором преобладает песчаный и пылеватый материал. Возникает, в основном, в зоне лессовидных и песочных почв во время интенсивных ливней, смывающих огромное количество мелкозёма.

Грязевой сель близок по своему виду к водно-пылеватому, формируется в районах распространения пород преимущественно глинистого состава и представляет собой смесь воды и мелкозема при небольшой концентрации камня (объемный вес потока 1,5-2,0 т/м3).

Грязекаменный сель характеризуется значительным содержанием в твёрдой фазе (галька, гравий, небольшие камни) глинистых и пылеватых частиц с явным их преобладанием над каменной составляющей потока (объемный вес потока 2,1-2,5 т/м3).

Каменно-грязевой сель содержит преимущественно крупнообломочный материала, по сравнению с грязевой составляющей.

Водно-снежно-каменный сель - переходный материал между собственно селем, в котором транспортирующей средой является вода, и снежной лавиной.

Селевые потоки подразделяются по характеру их движения в русле на связные и несвязные. Связные потоки состоят из смеси воды, глинистых и песчаных частиц. Раствор имеет свойства пластичного вещества. Поток как бы представляет единое целое. В отличие от водного потока он не следует изгибам русла, а разрушает и выпрямляет их или переваливает через препятствие. Несвязные (текущие) потоки движутся с большой скоростью. Отмечается постоянное соударение камней, их обкатывание и истирание. Поток следует изгибам русла, подвергая его разрушению в разных местах.

Сели классифицируются и по объему перенесенной твердой массы или, иначе говоря, по мощности, и делятся на три группы:

мощные (сильной мощности) - с выносом к подножью гор более 100 тыс. м3 материалов, бывают один раз в 5-10 лет;

средней мощности - с выносом от 10 до 100 тыс. м3 материалов, бывают один раз в 2-3 года;

слабой мощности (маломощные) - с выносом менее 100 тыс. м3 материалов, бывают ежегодно, иногда несколько раз в году.

Нередко выделяют весьма мощные (исключительно сильной мощности) селевые потоки, с выносом более 1 млн м3 обломочных материалов; бывают раз в 30-50 лет.

Также сели можно классифицировать по причине возникновения (табл. 2.5).

Таблица 2.5 - Классификация на основе первопричин возникновения селей

Опасность селей не только в их разрушительной силе, но и во внезапности их появления. Под внезапностью возникновения селевого потока следует иметь в виду невозможность предопределить заранее дату прохождения селя. Повторяемость селей для разных селеопасных районов различна. Например, в Забайкалье мощные селевые потоки формируются через 5-6 лет. В бассейнах ливневого и снегового питания, где имеется постоянный запас рыхлообломочного материала для питания селей, сели повторяются часто (один раз в 2-4 года, иногда несколько раз в течение года) и связаны с периодами выпадения значительных осадков. Мощные селевые потоки (выносят 2-4 млн м3 обломочного материала) повторяются относительно редко - один раз в 30-50 лет.

Поражающее действие селевого потока:

непосредственное ударное воздействие селевой массы на человека;

обтюрация дыхательных путей жидкой составляющей, приводящей к механической асфиксии, аспирации массы селя;

разрушение зданий, сооружений и других объектов, в которых могут находиться люди;

разрушение систем жизнеобеспечения.

Прогнозирование селей

Под прогнозированием селей, или прогнозом селеопасности, понимается заблаговременное предсказание формирования селевого потока в данном селеактивном районе. Целью прогнозирования последствий селей является оценка возможного ущерба от действия, выяснение данных о возможных объектах воздействия, т.е. о том, какие населённые пункты, объекты, участки дорог могут быть в опасности. Прогнозирование селевых явлений включает в себя прогнозирование селей как в пространстве, так и во времени, а также прогнозирование значений их основных характеристик.

Под пространственным прогнозированием селей понимается оценка селеопасности территорий и определение границ районов формирования селевых потоков. Это такое прогнозирование, которое дает ответ на вопрос: где могут возникать и развиваться селевые потоки?

Под прогнозированием селевых явлений во времени понимается определение времени и условий, при которых могут формироваться селевые потоки. Это есть прогнозирование, отвечающее на вопрос: когда могут формироваться селевые потоки в данном горном бассейне или долине?

При прогнозировании характеристик селевого потока важнейшее значение имеет предсказание времени добегания селевого потока от места зарождения или сигнального створа до защищаемого объекта, т. е. противоаварийное прогнозирование, отвечающее на вопрос о количестве времени, имеющемся в распоряжении людей для проведения спасательных операций.

По заблаговременности прогнозы селеопасности подразделяются на сверхдолгосрочные (до 3 месяцев), долгосрочные (3-4 недели), краткосрочные (1-3 дня), а также оперативные, определяющиеся временем добегания селевой волны до объекта. Наиболее достоверными являются краткосрочные и оперативные прогнозы.

Основой прогнозирования является сбор, систематизация и анализ многолетних данных о последствиях воздействия селей за все годы наблюдений.

Основными характеристиками селевого потока, которые определяют выбор и эффективность мероприятий по защите населения, являются время прихода головы селя в данный район, средняя глубина селя в объеме выносов.

Инженерно-технические мероприятия по защите от селей

Для борьбы с селями проводят профилактические меры и строительство инженерных сооружений.

Применение тех или иных способов борьбы определяют зонами селевого бассейна. Профилактические меры принимают для предупреждения появления селя или ослабления его действия ещё в самом начале процесса. Наиболее радикальным средством является лесонасаждение на селеопасных горных склонах. Лес регулирует сток, уменьшает массу воды, рассекает потоки на отдельные ослабленные струи. В зоне водосбора нельзя вырубать лес и нарушать дерновый покров. Здесь же целесообразно повышать устойчивость склонов террасированием, перехватывать и отводить воду нагорными канавами, земляными валами.

В руслах селей наибольший эффект дают запруды. Эти сооружения из камня и бетона, установленные поперек русла, задерживают сель и отбирают у него часть твёрдого материала. Полузапруды отжимают поток к берегу, который менее подвержен разрыву. Селеулавливатели применяют в виде котлованов и бассейнов, закладываемых на пути движения потоков; строят берегоукрепительные подпорные стенки, препятствующие размыву берегов русла и защищающие здания от ударной силы селя. Эффективны направляющие дамбы и селехранилища. Дамбы направляют поток в нужном направлении и ослабляют его действие.

На участках населённых пунктов и отдельных сооружений, расположенных в зоне отложения пролювия, устраивают отводные каналы, направляющие дамбы, русло рек забирают в высокие каменные берега, ограничивающие растекание селевого потока. Для защиты дорожных сооружений наиболее рациональны селеспуски в виде железобетонных и каменных лотков, пропускающих сели над сооружениями или под ними.

Для защиты населения при непосредственной угрозе и во время схода селевого потока необходимы следующие мероприятия:

заблаговременная эвакуация населения транспортом;

заблаговременная эвакуация населения пешим порядком;

экстренная эвакуация населения;

укрытие населения на верхних этажах зданий, сооружений, незатапливаемых участках местности;

спасательные и другие неотложные работы;

оказание экстренной и другой неотложной медицинской помощи.

2.1.5 Лавины

Снежные лавины - одно из природных явлений, порождаемых климатическими и геоморфологическими причинами, относящихся к числу опасных для населения и хозяйства.

Снежной лавиной называются снежные массы, низвергающиеся со склонов гор под действием силы тяжести. Лавина - это снежный обвал массы снега на горных склонах, пришедшей в интенсивное движение.

В результате схода лавин гибнут люди, уничтожаются материальные ценности, парализуется работа транспорта, блокируются целые районы, могут возникать наводнения (в том числе прорывные) с объёмом подпруженного водоема до нескольких миллионов кубометров воды. Высота прорывной волны в таких случаях может достигать 5-6 м. Лавинная активность приводит к накоплению селевого материала, так как вместе со снегом выносятся каменная масса, валуны и мягкий грунт.

Формирование лавин происходит в лавинном очаге, т. е. на участке склона и его подножья, в пределах которых происходит движение лавины.

Снежные лавины можно назвать снежными потоками. К ним относятся также лавиноподобные водоснежные потоки и быстрое сползание снега. Между ними нет резких границ по условиям и механизму образования и форме движения; области их распространения одинаковы, методы защиты сходные. Лавины распространены повсюду, где возникает снежный покров высотой более 30-50 см, и где склоны более 20° с относительной высотой более 20-30 м. Особенно крупные лавины в горах, где сила удара лавин о препятствие достигает десятков тонн на 1 м2, объемы - миллионы кубометров, повторяемость в наиболее активных очагах - 10-15 лавин в год, число лавинных очагов на 1 км длины долины - 10-20. Лавины встречаются также на уступах морских и речных террас. Лавиноопасными могут быть и различные техногенные склоны - борта карьеров, откосы над дорожными выемками и др. Даже скатные крыши.

К лавинообразующим факторам относятся:

высота старого снега;

состояние подстилающей поверхности;

величина прироста свежевыпавшего снега;

плотность снега;

интенсивность снегопада;

оседание снежного покрова;

метелевое перераспределение снежного покрова;

температурный режим воздуха и снежного покрова.

Наиболее важные факторы - прирост свежевыпавшего снега, интенсивность снегопада и метелевый перенос. В отсутствие осадков сход лавин является следствием интенсивного таяния снега под воздействием тепла и солнечной радиации и процесса перекристаллизации, приводящих к разрыхлению снежной толщи, вплоть до образования мелкодисперсной снежной массы в глубине этой толщи, и ослаблению прочности и несущей способности отдельных слоев.

Большое значение для формирования лавин имеет и деятельность человека.

Таблица 2.6 - Причины снежных лавин

При длине открытого склона горы 100-500 м создаются классические условия образования снежной лавины - для начала движения определённой скорости. Лавинные очаги принято делить на зоны: зарождение (лавиносбор), транзит (лоток), остановка (конус выноса) лавины.

Основные параметры лавинного очага:

разность максимальной и минимальной высот склона в пределах лавинного очага;

площадь лавинного сбора, его длина и ширина;

количество лавинных очагов;

средние углы лавиносбора и зоны транзита;

сроки начала и окончания лавиноопасного периода.

Лавины можно классифицировать по консистенции снега. Сухие лавины обычно сходят из-за незначительного сцепления между недавно выпавшим или перенесенным снегом и плотной оледеневшей коркой, укрывающей склон. Чаще всего сухие лавины появляются в условиях низких температур, когда плотность свежевыпавшего снега составляет менее 100 кг/кв. м. и более. При этом плотность снежной массы может достигать 150 кг/куб. м.

Мокрые лавины сходят при неустойчивой погоде на фоне оттепелей и дождей. Причиной возникновения мокрых лавин являются появление водяной прослойки между слоями снега с разной плотностью. Мокрые лавины значительно уступают по скорости сухим, не превышая 50 км/час, но по плотности снежной массы, иногда достигающей 800 кг/куб. м., они опережают лавины других типов. Отличительной чертой лавин мокрого типа является быстрое схватывание при остановке, которое часто делает спасательные работы трудноосуществимыми.

«Снежные доски» - это лавины, механизм которых зарождается при смерзании частиц поверхностного слоя снега. Под действием солнца, ветра и тепла образуется ледяная корка, под которой происходит перекристаллизация снега. По образовавшейся рыхлой массе, напоминающей крупу, более плотный и тяжелый слой легко скользит вниз при отрыве слоя от массива, он увлекает за собой все больше и больше снежной массы. Скорость «снежных досок» может достигать 200 км/час, как и у сухих лавин.

Возможность схода «снежных досок» характеризуется многослойностью снежной массы - чередованием плотных и рыхлых слоев. Вероятность их схода увеличивается при резком похолодании, сопровождающемся снегопадом. Достаточно незначительного слоя снега, чтобы произошел отрыв. Холод вызывает дополнительные напряжения в верхнем слое и, совместно с весом выпавшего снега, отрывает «снежную доску». В месте отрыва снежные доски могут быть высотой от 10-15 см до 2 и боле метров.

По рельефу лавиносбора и пути лавины разделяются на:

осовы - снежные оползни, сходящие по всей поверхности склона.

прыгающие - лавины, падающие с уступов и полок.

лотковые - лавины, проходящие по желобам, колуарам и зонам выветривания горных пород в виде борозд.

Поражающие факторы лавины приведены в таблице 2.7.

Таблица 2.7 - Поражающие факторы лавины

Прогнозирование лавин и способы защиты от них

Определение степени лавинной опасности территории определяется по результатам проведения прогноза. Под прогнозом лавин (или лавинной опасности) следует понимать научно обоснованное предвидение, предсказание места, времени возникновения, характера и размера лавин. Прогноз лавинной опасности может быть фоновым, районным и детальным.

Фоновый прогноз лавинной опасности основан на анализе аэросиноптической, метеорологической информации и сведений о снегонакоплении. Такой анализ позволяет давать прогноз для целой горной страны, хребта или отдельных крупных территорий с большой заблаговременностью, которая к настоящему времени составляет 1-3 суток. Прогноз выдается в альтернативной форме: «Лавиноопасно» или «Нелавиноопасно». Он определяет возможность схода лавин без указания их размеров и конкретных мест схода.

Районный прогноз составляется для отдельных долин, перевальных участков, групп лавинных очагов, угрожающих объектам. В основу прогноза положены две группы методов, основанные на изучении устойчивости снежной толщи на склонах и анализе метеорологических условий, приводящих к сходу лавин. Заблаговременность таких прогнозов не превышает нескольких часов, что позволяет проводить мероприятия по своевременному предупреждению и спасению людей.

Детальный прогноз составляется для отдельного лавинного очага или горного склона. Он основан на изучении устойчивости снежной толщи и анализе метеорологических условий. Принятию прогностического решения предшествует определение устойчивости снега на склоне. При детальном прогнозе производится оценка возможных размеров ожидающихся лавин. Такая оценка необходима для выполнения аварийно-спасательных и восстановительных работ.

В Европейских странах с 1993 года действует система классификации рисков возникновения лавин, обозначаемых соответствующими флагами, вывешиваемыми, в частности, в местах скопления людей на горнолыжных курортах (такая классификация применяется, в частности, и в России) (табл. 2.8).

Таблица 2.8 - Шкала лавинной опасности

Наиболее надежным способом защиты от лавин является размещение объектов вне лавиноопасных участков.

Предупреждением возникновения лавин занимаются специализированные службы. В частности, в России эти функции возложены на противолавинные службы, действующие в системе Росгидромета. Для предотвращения лавин и их последствий проводится комплекс мероприятий, в целом все противолавинные меры делятся на активные и пассивные.

К активным методам противолавинной защиты относят мероприятия, направленные на инициирование схода лавин, чтобы последствия этого были минимальными. Для этих целей издавна применялась стрельба из артиллерийского орудия (причем как снарядом - в область нахождения опасной снежной массы, так и холостым выстрелом, с целью создания акустического воздействия, приводящего к преднамеренному сходу лавины). Издавна применяется и метод простой «подрезки» снежных масс лыжами, но этот способ требует хороших навыков и опасен. Наиболее современный путь предотвращения негативных последствий лавин - активная динамическая противолавинная защита, представляющая собой устройства, размещающиеся в местах наибольшего лавинообразования и управляемые дистанционно, которые позволяют воздействовать на снежные массы с целью искусственного схода лавины, с помощью сжатого воздуха или взрывов газовоздушной смеси (французские системы GAZEX).

Пассивные меры противолавинной защиты направлены на удержание снега на склоне и недопущение схода лавин либо на направление сошедших лавин в безопасном направлении. К таким мерам относится возведение на склонах противолавинных барьеров, лотков, лавинорезов и дамб. На линейных объектах, таких как автомобильные или железные дороги, сооружают лавинозащитные галереи.

Действия населения при снежных лавинах

Действия до схода лавины:

изучение сводок погоды до выхода в горы;

изучение мест схода лавин;

контроль изменений погоды и выход из опасной зоны в непогоду (снегопад, метель);

переход лощин с крутизной склона более 200 после снегопада через 2-3 дня;

отказ от похода в опасные зоны весной и летом;

при необходимости пересечь опасный склон - движение по одному;

при появлении шума, звуков ломающегося льда, белой пыли, катящихся снежных комьев - выход из опасной зоны.

Действия при сходе лавины:

при сходе лавины высоко в горах быстрый выход с пути лавины в безопасное место, укрытие за выступом скалы, в выемке;

при невозможности избежать встречи с лавиной избавление от вещей (рюкзак, лыжи, палки);

ориентация тела по направлению движения лавины с поджатыми к животу коленями в горизонтальном положении;

закрывание носа и рта рукавицей, шарфом, воротником, задержка дыхания;

плавательными движениями рук удержание на поверхности, перемещение к краю, где скорость ниже, захват за выступ скалы, дерево;

если лавина накрыла создание пространства около лица и груди для облегчения дыхания;

движение вверх без лишних движений и криков, пока снег не превратился в лед.

Действия после схода лавины:

при нахождении вне зоны схода лавины - поиск пострадавших;

при выходе из-под лавины осмотр и самопомощь;

помощь пострадавшим;

действия по указанию спасателей.

Для предотвращения несчастных случаев и гибели находящимся в условиях повышенной лавинной опасности (в частности, поклонникам горнолыжного спорта и особенно фрирайда и бэккантри) следует соблюдать меры лавинной безопасности. Работники противолавинных служб рекомендуют при выходе в горы учитывать прогноз по пятибалльной шкале, кататься группой и не выходить в опасные районы без знания основ лавинной безопасности. Крайне желательно наличие лавинного приёмо-передатчика (бипера), позволяющего найти попавшего в лавину. Лавинные рюкзаки с системами надувных подушек способствуют «всплыванию» в снежной толще человека, попавшего в лавину, а также его дальнейшим поискам.

2.2 Природные пожары

В каждую минуту времени на Земле полыхает не менее десяти пожаров, возникших от молний, самовозгорания, неосторожного обращения с огнем и т.д. Повторяемость и интенсивность природных пожаров существенно зависит от климата и обнаруживает определенную ритмичность и длительность.

2.2.1 Основные понятия

Природный пожар - неконтролируемый процесс горения, стихийно возникающий и распространяющийся в природной среде.

Чрезвычайная лесопожарная ситуация - обстановка на определённой территории, сложившаяся в результате возникновения источника природной чрезвычайной ситуации - лесного пожара (лесных пожаров), который может повлечь или повлёк за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей и/или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей.

Под лесным пожаром понимается неконтролируемое горение растительности, стихийно распространившееся на лесную площадь, окружённую негорящей территорией. В лесную площадь, по которой распространяется пожар, входят открытые лесные пространства (вырубки, гари и др.).

Торфяной пожар - возгорание торфяного болота, осушенного или естественного, при перегреве его поверхности лучами солнца или в результате небрежного обращения людей с огнём.

Зона пожаров - территория, в пределах которой в результате стихийных бедствий, аварий или катастроф, неосторожных действий людей возникли и распространились пожары.

Кромкой пожара называют непрерывно продвигающуюся по горючему материалу полосу горения, на которой основной горючий материал сгорает с максимальной интенсивностью и образует вал огня.

Фронт пожара - наиболее быстро распространяющаяся в направлении ветра огневая кромка. Тыл пожара - двигающаяся против ветра кромка огня. Фланги пожара - продвигающаяся перпендикулярно ветру огневая кромка.

Горение - физико-химический процесс с выделением тепла, света. Для возникновения горения необходимо наличие: горючего материала, окислителя, источника зажигания.

Лесные горючие материалы - растения лесов, их морфологические части и растительные остатки разной степени разложения, которые могут гореть при лесных пожарах. Зона горения - пространство, в котором протекает процесс горения. Зона задымления - пространство, примыкающее к зоне горения и заполненное дымом. Пламя - пространство, в котором сгорают пары, газы, взвеси. Для всех видов пожаров характерным является: взаимодействие в слое пламени горючего вещества с кислородом или другим окислителем; выделение в зоне горения тепла, света, продуктов сгорания. Основными причинами возникновения лесных пожаров являются: деятельность человека, грозовые разряды, самовозгорания торфяной крошки и сельскохозяйственные палы в условиях жаркой погоды или в пожароопасный сезон. Пожароопасный сезон - это период с момента таяния снегового покрова в лесу до появления полного зеленого покрова или наступления устойчивой дождливой осенней погоды. В 80 % случаев пожары являются следствием нарушения человеком требований пожарной безопасности. Лесные пожары уничтожают деревья и кустарники, заготовленную в лесу древесину, снижаются защитные, водоохранные и другие полезные свойства леса, уничтожаются фауна и лесные массивы, сооружения, загрязняется атмосфера, нарушается тепловой баланс, уничтожаются населенные пункты. Лесные пожары представляют серьезную опасность для людей и сельскохозяйственных животных. Степень пожарной опасности участков леса определяется на основе «шкалы оценки лесных участков по степени опасности возникновения в них пожаров» (табл. 2.9).

Таблица 2.9 - Шкалы оценки лесных участков по степени опасности возникновения пожаров

Экономический ущерб народному хозяйству от лесных пожаров делится на прямой и косвенный. Прямой ущерб складывается из потерь древесины, а косвенный проявляется в потерях сельскохозяйственных угодий, нарушении коммуникаций и т.п.

2.2.2 Классификация пожаров и их основные характеристики

Пожар - стихийно развивающееся горение, не предусмотренное технологическими процессами. С точки зрения производства работ, связанных с локализацией, тушением пожара, спасением людей и материальных ценностей, классификация пожаров проводится по трем зонам: зона отдельных пожаров, зона массовых и сплошных пожаров и зона пожаров и тления в завалах. Природные пожары могут быть лесные, торфяные, степные (полевые).

Все лесные пожары представляют чрезвычайную опасность, поскольку к началу их локализации они успевают охватить большие площади и средств борьбы не хватает. При этом возникает угроза уничтожения огнем населенных пунктов и объектов народного хозяйства, расположенных в лесных массивах, а также сильное задымление и загазованность населенных пунктов, удаленных от лесных массивов.

Зона отдельных пожаров представляет собой район, на территории которого пожары возникают на отдельных участках и в отдельных зонах. Такие пожары рассредоточены по району, поэтому есть возможность быстрой организации их массового тушения с привлечением имеющихся сил и средств.

Зона массовых и сплошных пожаров - территория, где возникло так много загораний и пожаров, что невозможен проход или нахождение в ней соответствующих подразделений (формирований) без проведения мероприятий по локализации или тушению, ведение спасательных работ практически исключено. Возникновение таких зон возможно при наличии: сплошной застройки лесного массива, большого количества горючих материалов и др.

Особая форма сплошного пожара - огненный шторм. Он характеризуется наличием возможных потоков, возникших в результате горения большого количества материалов, и образовавших конвекционный поток (столб), к которому устремляются воздушные массы со скоростью более 15 м/с. Образование огненного шторма возможно при следующих условиях:

наличии застройки или растекании горючих жидкостей на площади не менее 100 га;

относительной влажности воздуха менее 30 %;

наличии определенного количества сгораемых материалов на соответствующей площади, в пересчете на древесину 200 кг/м2 на площади 1 км2.

Зона пожаров и тления в завалах характеризуется сильным задымлением и продолжительным (свыше 2 суток) горением в завалах. Применение соответствующих подразделений ограничивается опасностью для жизни людей в связи с тепловой радиацией и выделением токсических продуктов сгорания.

Опасным задымлением на открытой местности считается такое, при котором видимость не превышает 10 м. Концентрация оксида углерода в воздухе около 0,2 % вызывает смертельные отравления в течение 30-60 мин, а 0,5-0,7 % - в течение нескольких минут.

Причиной гибели людей может быть общее повышение температуры задымленной среды. Вдыхание продуктов сгорания, нагретых до 60°С, даже при 0,1 %-ном содержании оксида углерода в воздухе, как правило, приводит к смертельным случаям.

В зависимости от характера возгорания и от того, в каких элементах леса (состава леса) распространяется огонь, пожары подразделяются на низовые, верховые и подземные (почвенные).

По интенсивности лесные пожары подразделяются на слабые, средние и сильные. Интенсивность горения зависит от состояния и запаса горючих материалов, уклона местности, времени суток и особенно силы ветра.

Скорость распространения пожара под влиянием теплового излучения (радиации) пламени увеличивается, когда фронт пожара движется вверх по склону. По скорости распространения огня низовые и верховые пожары делятся на устойчивые и беглые. Скорость распространения слабого низового пожара не превышает 1м/мин, среднего - 1-3 м/мин, сильного - свыше 3 м/мин. Слабый верховой пожар имеет скорость до 3 м/мин, средний - до 100 м/мин, а сильный - свыше 100 м/мин.

Средняя скорость перемещения подземного пожара невелика - 0,1 м/мин, а иногда и меньше. Высота слабого низового пожара - до 0,5 м, среднего - 1,5 м, сильного - свыше 1,5м.

Слабым почвенным (подземным) пожаром считается такой, у которого глубина прогорания не превышает 25 см, средним - 25-50 см, сильным - более 50 см.

По площади, охваченной огнем, лесные пожары подразделяются на шесть классов:

загорание - 0,2-0,1 га;

малый пожар - 0,2-2,0 га;

небольшой пожар - 2,1-20 га;

средний пожар - 21-200 га;

крупный пожар - 201-2000 га;

катастрофический пожар - более 2000 га.

Особенности крупных лесных пожаров:

возникновение во время засушливых периодов, чаще всего при сильном ветре;

проходят на фоне массовой вспышки малых и средних пожаров;

продолжаются несколько суток;

распространяются с высокой скоростью;

характер горения на кромке отличается большим разнообразием;

легко преодолевают различные преграды и препятствия (минерализованные полосы, дороги, реки);

вызывают сильную задымленность обширных районов, затрудняющую действия авиационных и наземных сил тушения.

Низовые лесные пожары развиваются при сгорании хвойного подлеска, мертвого надпочвенного покрова (опавшие хвоя, листья, кора, а также валежник, пни) и живого надпочвенного покрова (мхи, лишайники, трава, кустарники). Фронт низового пожара продвигается при сильном ветре со скоростью до 1 км/ч, высота пламени достигает 1,5-2 м. Низовые лесные пожары могут быть беглыми и устойчивыми. Беглые пожары характеризуются быстро продвигающейся кромкой пламени и дымом светло-серого цвета, при этом быстро сгорает опад, подрост, подлесок.

Низовой беглый пожар характеризуется горением лесной подстилки, порубочных остатков, растительного покрова, коры нижней части деревьев, обнаженных корней, кустарника и подроста; скорость этого вида пожара, в зависимости от силы ветра, колеблется от нескольких сотен метров до 1,5 км/ч; высота пламени зависит от характера горючих материалов и достигает 0,1-2,0 м; основное горение - пламенное.

Устойчивые низовые пожары распространяются медленно; они отличаются полным сгоранием живого и мертвого надпочвенного покрова; горение - беспламенное. При таких пожарах горят не только почвенный покров, лесной хлам, подлесок и подрост, но и деревья с низко опущенными сучьями. Надпочвенный покров сгорает полностью; участков, не тронутых огнем, внутри пожара не остается. Более глубоко и сильно обгорают кора и обнаженные корни деревьев.

Рис. 2.4 - Характеристика типов лесных пожаров

Верховые лесные пожары характеризуются сгоранием надпочвенного покрова и полосы древостоя. Эти пожары возникают из низовых как дальнейшая стадия их развития, причём низовой огонь - составная часть верхового пожара. Верховые пожары, как и низовые, имеют ясно выраженную кромку, а при ветре, кроме того, тыл, фланги и фронт. Фронт пожара продвигается в виде верхового огня. Кромка верховых пожаров в тыловой части представляет собой низовой огонь. Скорость их распространения достигает 25 км/ч. Развиваются они обычно из низовых пожаров в густых хвойных лесах, когда засуха сочетается с ветром. Верховые пожары, как и низовые, также могут быть беглыми и устойчивыми. При устойчивых верховых пожарах огонь движется сплошной стеной от надпочвенного покрова до крон деревьев со скоростью до 8 км/ч, при этом кроны деревьев сгорают по мере продвижения кромки низового пожара. При таких пожарах образуется большая масса искр и воспламенённого материала, летящих перед фронтом огня. При верховом устойчивом пожаре огнь, если нет ветра, распространяется в толще горючего материала (торфа), который частично или полностью сгорает до минерального слоя; деревья вываливаются и могут тоже сгорать полностью или частично, травяной покров иногда сохраняется и может желтеть.

Для беглых верховых пожаров характерен отрыв горения по пологу от кромки низового пожара, при этом огонь распространяется со скоростью до 25 км/ч. При верховом беглом пожаре в условиях сильного ветра горят кроны деревьев хвойных пород; огонь распространяется скачками, с огромной скоростью, образуя длинные, вытянутые вперед, языки пламени; скорость распространения беглого пожара по ветру достигает 8-25 км/ч. При беглых пожарах распространение горения может опережать продвижение кромки низового пожара. Это происходит за счёт переноса ветром горящих искр и головней и образования новых очагов горения впереди фронта пожара.

Подземные (почвенные) лесные пожары являются дальнейшей стадией развития низового пожара. Такие пожары возникают на участках с мощным слоем подстилки (более 20 см) или с торфяными почвами. Огонь распространяется в почву обычно у стволов деревьев. Горение происходит медленно, беспламенно. При сгорании корней деревья беспорядочно падают, образуя завалы. Глубина прогорания при сильном подземном пожаре - более 0,5 м, среднем - до 0,5 м и слабом - до 0,25 м.

Торфяные пожары - это подземные пожары. Они охватывают огромные площади. Торф горит медленно, на всю глубину залегания; в выгоревшие места проваливается почва, техника, люди, дома. Характерной особенностью торфяных пожаров является беспламенное горение торфа с накоплением большого количества тепла. Огонь пожара на поверхности почвы, как правило, отсутствует, лишь кое-где пробивается наружу и вскоре исчезает, но зато выделяется стелющийся дым.

Степные (полевые) пожары возникают на открытой степной местности с сухой растительностью. При сильном ветре фронт огня перемещается со скоростью до 25 км/ч. Если горят хлебные посевы, то огонь распространяется медленно.

Конфигурация любых крупных пожаров неустойчива и зависит от направления и силы ветра, наличия участков с горючим материалом, водных рубежей, т.е. имеет вероятностный характер. В районах лесных пожаров возникают обширные зоны задымления, резко снижается видимость, нередки случаи отравления людей и животных окисью углерода. Природные пожары могут быть настоящей чрезвычайной ситуацией, особенно когда они парализуют коммуникации и задевают населенные пункты.

2.2.3 Тушение природных пожаров

В борьбе с лесными пожарами большое значение имеет фактор времени. От обнаружения лесного пожара до принятия решения по его ликвидации должно затрачиваться минимальное время. При этом важнейшей задачей является организация и подготовка сил и средств пожаротушения.

При направлении для тушения пожаров необходимых сил и средств необходимо учитывать возможную силу и скорость распространения пожара, и, особенно, степень пожарной опасности.

При тушении крупных пожаров необходимо максимально использовать уже имеющиеся в лесу рубежи и преграды, а также учитывать различную горючесть окружающих пожар участков, оперативно маневрировать силами и средствами, сосредоточивая их в первую очередь на выбранных «ключевых позициях», отрезая огню путь в наиболее опасные в пожарном отношении и ценные насаждения.

Лесные пожары, в основном, обнаруживают с наземных наблюдательных пунктов, а также при авиационном и наземном патрулировании лесов.

Работы по тушению крупного пожара можно разделить на следующие этапы: разведка пожара; локализация пожара, т. е. устранение возможностей нового распространения пожара; ликвидация пожара, т. е. дотушивание очагов горения; окарауливание пожарищ.

При тушении лесных пожаров применяются следующие способы и технические средства:

окружение пожара или охват его с фронта или с тыла;

устройство заградительных и минерализованных полос и канав на пути распространения огня;

отжиг (пуск встречного низового и верхового огня) от опорной полосы;

захлестывание огня по кромке пожара ветками;

засыпка кромки пожара грунтом;

тушение горящей кромки водой;

применение химических веществ;

искусственное вызывание осадков из облаков.

Заградительной называется полоса местности, с поверхности которой удалены лесные насаждения и горючие материалы; минерализованной - полосу местности, с которой удалены также и травяная растительность, лесная подстилка, вплоть до минерального слоя почвы. При слабом ветре ширина заградительной полосы должно быть равна не менее двойной высоты пламени огня, а при сильном ветре - не менее 100 м.

Одним из способов борьбы с лесными пожарами является отжиг - искусственно вызванный контролируемый огонь, направленный в сторону пожара. Отжиг применим при локализации и тушении верховых и низовых пожаров. Пуск отжига производится от имеющихся на лесной площади рубежей (дорог, троп, рек, озёр, ручьёв и других естественных или искусственно созданных преград), а при отсутствии таких преград - от опорных полос, специально проложенных с помощью взрывчатых веществ, техники или растворов химических веществ. В качестве опорной полосы используют полосу местности, которую очищают от горючих материалов. При выборе рубежа опорной полосы учитывают направление движения огня, расстояние до его кромки, характер древостоя и надпочвенного покрова, наличие сил и средств для тушения пожаров.

Опорная полоса должна быть шириной не менее 30 м. Убираемые с опорной полосы валежник, деревья, кустарник, складывают вдоль полосы на стороне, обращенной к пожару. Когда начнет ощущаться тяга воздуха в сторону пожара, заготовленные здесь горючие материалы поджигаются по всей кромке опорной полосы. Огонь отжига, пущенный навстречу лесному пожару, создает широкую выжженную полосу, которая останавливает его распространение. Ширина выжженной полосы перед фронтом интенсивного низового пожара должна быть не менее 10 м, а перед верховым - 50 м. Целесообразное время проведения работ по остановке пожаров - вечер и раннее утро.

Тушение торфяных подземных пожаров чрезвычайно сложно. Сложность заключается в том, что торф горит во всех направлениях ветра. Поэтому основной способ тушения таких пожаров - окапывание горящей территории со всех сторон оградительными канавами шириной не менее 0,7 м и глубиной до минерального грунта или грунтовых вод.

Степные и полевые пожары тушат захлестыванием кромки огня метлами и заливом водой. Степные пожары распространяются очень быстро (до 25 км/ч), поэтому для их тушения требуется большое число людей. При тушении степных пожаров на пути движения огня устраивают заградительные полосы шириной до 20 м.

При организации работ в зоне пожара все участники его ликвидации должны быть обеспечены специальной одеждой, касками, противодымными масками или противогазами со специальными патронами для защиты от окиси углерода. В каждой группе должны быть: проводник, хорошо знающий местность; наблюдатель, следящий за направлением распространения огня, падающими деревьями, осуществляющий связь со штабом пожаротушения по средствам связи. Каждый участник работ по тушению пожара должен знать возможные укрытия от огня, пути подхода к ним и пути эвакуации из зоны пожара, а также характерные ориентиры на местности. При использовании для тушения пожара техники необходимо исключить опасность возгорания этой техники, для чего необходимо: работать группой в составе не менее двух машин и механизмов; использовать технику преимущественно на гусеничном ходу; устанавливать ее на некотором удалении от фронта горения и др.

Перед началом пуска отжига необходимо убедиться, что между линией отжига и фронтом пожара нет людей и машин. В тылу отжига необходимо оставлять патрульных для ликвидации возможных очагов образующегося огня.

Меры безопасности при тушении торфяных пожаров в основном те же, что и при тушении лесных пожаров, однако, имеются особенности. При передвижении по торфяному полю следует опасаться провалов в горящий торф, так как пораженный горением торфяной участок тлеет изнутри и не имеет заметных признаков горения снаружи. Поэтому при передвижении необходимо постоянно прощупывать шестом торфяной грунт по направлению движения. Следует учитывать возможность неожиданных прорывов огня из подземных очагов торфяного пожара.

К работе со специальными аппаратами и техникой должны допускаться специально подготовленные люди, а при проведении взрывных работ следует соблюдать специальные правила безопасности.

2.2.4 Профилактика природных пожаров

Профилактика лесных пожаров требует ряда организационных и технических мероприятий, связанных, в первую очередь, с проведением противопожарных профилактических работ, направленных на предупреждение возникновения, распространения и развития лесных пожаров. Для предупреждения распространения лесных пожаров предусматривают осуществление ряда лесоводческих мероприятий (санитарные рубки, очистка мест рубок леса и др.), а также проведение специальных мероприятий по созданию системы противопожарных барьеров в лесу и строительству различных противопожарных объектов. Лесные пожары можно предупредить, если очистить его от сухостоя и валежника, устранить подлесок, проложить две-три минерализованные полосы с расстоянием между ними 50-60 м, а напочвенный покров между ними периодически выжигать. Для лесопожарной профилактики проводится подготовка технических средств пожаротушения, организуются лесопожарные формирования, службы охраны лесов, создаются специальные (чрезвычайные) комиссии по борьбе с лесными пожарами.

Для повышения противопожарной устойчивости торфопредприятий территорию полей добычи и торфа делят на отдельные участки, устраивая между ними противопожарные разрывы; обеспечивают поля узкоколейными дорогами, проездами для транспортных средств и механизмов, а также проходами для эвакуации людей. Между участками добычи и сушки торфа и прилегающими к ним лесными массивами также устраиваются противопожарные разрывы, которые очищаются от растительности. Ширина разрывов не менее 75-100 м. По внутреннему краю разрыва отрывают канал. В жаркие дни противопожарные разрывы периодически увлажняют.

На местах его складирования и хранения проводится ряд специфических мер, исключающих процесс самовозгорания: торф своевременно вывозят потребителям; охлаждают и уплотняют в штабелях; изолируют очаги саморазогревания от проникновения воздуха; контролируют температуру в штабелях.

2.2.5 Рекомендации по защите населения при лесных и торфяных пожарах

Опасность лесных пожаров для людей связана не только с прямым действием огня, но и с большой вероятностью отравления из-за снижения содержания кислорода в атмосферном воздухе, резкого повышения концентрации угарного газа, окиси углерода и других вредных примесей.

Поэтому основными мерами защиты населения от лесных пожаров являются:

спасение людей и сельскохозяйственных животных с отрезанной огнем территории;

исключение пребывания людей в зоне пожара путем проведения эвакуации из населенных пунктов, объектов и мест отдыха;

ограничение въезда в пожароопасные районы;

тушение пожаров;

обеспечение безопасного ведения работ по тушению пожаров.

При пожарах в городах, на торфяниках и в лесах на людей, находящихся на открытом воздухе и в сооружениях, будут действовать следующие опасные факторы пожара (ОФП):

непосредственное воздействие огня (горение);

высокая температура газовой среды;

теплоизлучение от пламени;

задымление и загазованность.

На людей, находящихся в зоне пожара, могут действовать одновременно несколько факторов. Для выбора вариантов защиты населения опасные факторы пожара удобно разделить на две группы:

связанные с тепловым воздействием (огонь, температура среды, теплоизлучение);

действующие в образующихся при пожарах обширных зонах задымления и загазованности токсичными продуктами горения.

Если действие тепловых ОФП относительно быстротечно (период активного горения) и имеет ограниченный радиус (до нескольких десятков метров), то сформировавшиеся при пожарах зоны загазованности могут охватывать многокилометровые территории и сохраняться в силу определенных погодных условий длительное время (до нескольких суток).

Комплексное воздействие ОФП на людей диктует малые значения допустимого времени пребывания в зоне пожара, требует его экстренной локализации и тушения. Тем более что средства индивидуальной защиты в зонах загазованности неэффективны вследствие значительного содержания в продуктах горения оксида углерода.

Для защиты населения в случае возникновения и развития крупномасштабного и распространяющегося пожара могут быть эффективны следующие основные мероприятия:

самостоятельно проводимая пешая, а также с использованием личного и общественного транспорта, эвакуация из опасной зоны (самостоятельный выход населения из опасной зоны);

проведение спасательных и других неотложных работ;

эвакуация населения транспортом (организованный вывод);

укрытие населения в защитных сооружениях.

2.3. Атмосферные опасности

2.3.1 Общая характеристика

Сильные ветры, значительные перепады атмосферного давления и большое количество осадков могут вызвать разрушения и человеческие жертвы. Опасные атмосферные явления связаны с возможностью образования циклонов, ураганов и торнадо.

Опасные атмосферные вихри. В порядке уменьшения энергии и размеров к ним относятся циклоны, тайфуны, шквалы, смерчи (торнадо). Они зарождаются вокруг мощных восходящих потоков теплого влажного воздуха (циклоны и тайфуны - над океанами), быстро вращаются против часовой стрелки в Северном и по часовой стрелке в Южном полушариях, при этом смещаются вместе с окружающей воздушной массой. По пути в благоприятных условиях подпитки влагой они могут усиливаться, но раньше или позже теряют энергию и гаснут.

Циклон - общее название вихрей с пониженным давлением в центре. Это вихревое движение вызывается сочетанием двух сил:

контрастом между низким давлением в центре или осью атмосферного давления и повышенным давлением вокруг него;

силой Кариолиса, которая представляет собой стремление любого движущегося тела на Земле или на ее поверхности отклоняться в сторону из-за вращения Земли. В Северном полушарии отклонение идет вправо от направления движения, а в Южном - влево. Сочетание этих двух сил образует циклоническую модель.

Особенности систем низкого давления способствуют усилению разрушительных сил центра циклонов. На движущийся над земной поверхностью воздух оказывают влияние рельеф местности и встречающиеся на его пути предметы. Например, непосредственно на земной поверхности и близ нее существует сила трения, которая заставляет потоки воздуха завихряться внутрь к области низкого давления. Это создает циклонические формы. Они компенсируются воздушными потоками, поднимающимися вверх из центра области низкого давления. Эти восходящие потоки на высоте охлаждаются, что увеличивает влажность воздуха. Таким образом, в любом регионе низкого давления возникают облака и высокая влажность, являющиеся характерной чертой не только циклонов, но и вообще ураганов.

Циклоны могут иногда достигать в поперечнике 800 км и больше, хотя такие размеры являются редкими.

Циклоны обычно делят на две главных категории: среднеширотные и тропические (тайфуны).

Среднеширотные циклоны могут формироваться как над сушей, так и над водой. Иногда их связывают с волнами или возмущениями вдоль полярных фронтов, и они движутся с преобладающими ветрами с запада на восток.

Тропические циклоны встречаются над теплыми тропическими океанами, в стадии формирования обычно движутся на запад с потоком пассатов (ветры), а после окончания формирования изгибаются к полюсам. Тропический циклон, достигший необычной силы, называется ураганом, если он рождается в Атлантическом океане и примыкающим к нему морям; тайфуном - если в Тихом океане (или его морях); циклоном - если в регионе Индийского океана.

Факторами опасности при различных атмосферных вихрях являются, прежде всего, сильные ветры и интенсивные осадки.

Разрушительная способность ветра выражается в условных баллах и зависит от скорости:

Более подробные оценки содержит шкала скорости ветра Бофорта, модифицированная для ураганов специалистами Национальной службы погоды США. Она приводится с некоторыми сокращениями второстепенных деталей и дополнениями о разрушительном потенциале (табл. 2.10).

Таблица 2.10 - Шкала Бофорта

Наивысшая зарегистрированная скорость ветра в урагане - более 80 м/с (280 км/ч), вычисленная по величине разрушений - до 110 м/с (400 км/ч). Наивысшая измеренная скорость ветра в смерче - 115 м/с (420 км/ч), рассчитанная по разрушениям - более 300 м/с (1000 км/ч). Для достижения столь высоких скоростей ветра необходимы особые местные условия, в частности для ураганов - прохождение над возвышенностями. Прочие характеристики воздушных вихрей будут рассмотрены особо.

2.3.2 Циклоны и бури

Для циклонов средних широт (ураганы) характерен диаметр порядка 1000 км, максимум 4000 км, существуют они до 3-4 недель, за которые проходят расстояния до 10 тыс. км, в том числе до 5-7 тыс. км над сушей со скоростью обычно 30-40 км/ч, редко до 100 км/ч. Над Северной Атлантикой циклоны рождаются круглый год и движутся в Евразию. Ежегодное их число - несколько сотен, но лишь в единичных циклонах скорость ветра достигает ураганной на побережьях Западной Европы и снижается до штормовой в Восточной Европе; на дальнейшем пути они проявляются в виде обильных осадков. Наиболее вредоносны циклоны в зимнее время, когда, помимо прочего, они сопровождаются тяжелыми снегопадами. Длительность штормового ветра при прохождении циклонов в Евразии - от немногих часов до трех суток в Западной Европе.

По среднему многолетнему числу создаваемых ими стихийных бедствий ураганы занимают второе место после наводнений; по числу жертв - первое место (в 1947-1977 гг. - почти 70 % жертв), лишь в отдельные периоды, уступая его иным видам природных ЧС; по наибольшей разовой величине экономического ущерба (десятки млрд долл.) ураганы входят в ведущую группу чрезвычайных ситуаций вместе с наводнениями, землетрясениями, засухами. Число жертв при ураганах достигает сотен тысяч (300 тыс. в Бангладеш, 1970 г., когда гребни волн достигали отметок 50 м, и было залито более 2/3 площади страны), чаще измеряется сотнями - тысячами в густонаселенной Азии, десятками - сотнями в других районах.

Ураган - ветер большой разрушительной силы и значительной продолжительности. Ураган - атмосферные вихри больших размеров со скоростью ветра до 120 км/ч, а в приземном слое - до 200 км/ч. Скорость ветра является важной характеристикой урагана, которая для удобства выражается в баллах (табл. 3.2). Важными характеристиками, необходимыми для прогнозирования ураганов, являются скорость и путь перемещения циклона, являющегося источником ураганного ветра.

Ураганы обусловлены некоторой неустойчивостью атмосферы, связанной с притоком теплого влажного воздуха. Восходящее его движение приводит к конденсации влаги в верхних слоях атмосферы и образованию центра урагана. Считается, что возникновение урагана связано с наличием области низкого давления, а его поддержание - с некоторым постоянным источником энергии, который представляет влажный воздух, поднимающийся над водной поверхностью. Выделяющееся при конденсации воды тепло питает ураганы энергией.

Пути движения тропических циклонов с ураганным ветром определяются вращением Земли и местными условиями. Вращение Земли придаёт им вид параболы, всегда открытой на восток. Движется циклон как единое целое, независимо от его системы ветров. Движение циклона определяется движением его центра.

Во время холодной погоды бывают зимние метели, представляющие проявление циклонов (зона низкого давления). Крупные скопления снега, сопровождаемые сильным ветром, могут затруднить или парализовать движение автотранспорта.

В пустынях сильные ветры являются причиной пыльных и песчаных бурь. В течение песчаной бури возможно нарушение нормального электрического поля в атмосфере.

Имеющиеся в настоящее время средства позволяют зафиксировать возникновение, развитие, перемещение урагана. Правильное определение времени подхода урагана к данному району имеет решающее значение для своевременного проведения мероприятий, направленных на обеспечение безопасности населения и на уменьшение возможного ущерба.

Приближение урагана характеризуется резким падением атмосферного давления. Кроме того, источником информации о надвигающемся урагане являются сообщения о направлении и скорости его движения, передаваемого из тех районов, где он набрал полную силу. Эта информация служит основой для уточнения прогноза гидрометеоцентров.

Прогнозирование последствий урагана возможно лишь на основании прогноза пути движения и основных характеристик урагана, зная которые можно заранее оценить возможные разрушения зданий, сооружений, опор линий электропередач, мостов и т.п. Заблаговременность прогноза ураганов, как правило, невелика и измеряется часами. Долговременные прогнозы, осуществляемые на основе данных о ранее происшедших ураганах, отличаются небольшой точностью.

Тропические циклоны (тайфуны) отличаются от среднеширотных меньшими размерами, меньшим давлением в центре, большим запасом влаги, более сильными ветрами. Скорость в 3/4 тропических циклонов достигает штормовой, в 10-40 % - ураганной. Диаметр зоны с ураганными скоростями ветра в атлантических тропических циклонах 20-150 км, в тихоокеанских 20-200 км, редко до 300 км, диаметр зоны штормовых ветров и ливней 100-400 км, максимум до 600 км в атлантических, 200-900 км и до 1500 км в тихоокеанских циклонах.

В урагане диаметром 700 км ежесекундно выделяется энергия, эквивалентная взрыву пяти атомных бомб хиросимского типа, а за сутки эквивалентная той, которую выработала бы Братская ГЭС за тысячелетие. Тропические циклоны смещаются со скоростью 400-700 км/сут., существуют 5-15 дней, максимум до 5 недель, проходят за это время до 15-20 тыс. км, в том числе над сушей до 500 км, реже до 2000-2500 км, максимум - до 4000 км (от Мексиканского залива в Канаду). В Северной Америке и Евразии разрушительные ураганы могут проникать до 60° с. ш., иногда до 70° с. ш. Продолжительность штормовых и ураганных ветров над некоторой точкой побережья - от немногих часов до 4 суток.

Тропические циклоны зарождаются над поверхностью океанов преимущественно в полосах между широтами 5 и 30°, при температуре поверхности воды не ниже 27°. Ежегодно возникает около 50 тропических циклонов, достигающих ураганной силы, в том числе около 20 в западной части Тихого океана с движением циклонов к восточным берегам Азии, вплоть до Камчатки, 14 - в Индийском океане с движением к южным берегам Азии и восточным берегам Африки, 7-8 - в Атлантике с движением к берегам Центральной Америки и США, вплоть до полуострова Лабрадор, 6 - в восточной части Тихого океана с движением к западным берегам США. От года к году число тропических циклонов, зарождающихся в каждом районе, колеблется в пределах 50 %, среднее за ряд лет - в пределах 30 % с приблизительно 11-летней и более длинной ритмичностью.

Территории России разрушительные циклоны Атлантики достигают относительно редко. Наиболее сильное воздействие западных циклонов проявляется в обильных осадках, ливневых наводнениях, буранах, снегозаносах и ощущается преимущественно в европейской части страны. Случаются жертвы: разовый экономический ущерб достигает многих десятков миллионов рублей (в ценах 1980-х г.). Камчатка, Сахалин, Курильские острова в Приморье посещаются сильными тайфунами раз в несколько лет, слабыми - до 2-4 раз в год. Рекордная скорость ветра во Владивостоке - 65 м/с, довольно частая - более 40 м/с.

2.3.3 Шквальные бури и смерчи (торнадо)

Шквальные бури и смерчи (торнадо) - это вихри, возникающие в теплое время года на мощных атмосферных фронтах, но, иногда и при особо интенсивной местной циркуляции.

Шквалы - горизонтальные вихри под краем наступающей полосы мощных кучево-дождевых облаков. Ширина шквала отвечает ширине атмосферного фронта и достигает сотен километров. Скорость движения воздуха в вихре складывается со скоростью движения фронта и местами достигает ураганной (до 60-80 м/с). Так образуются шквальные бури или штормы. Их ширина - первые километры, редко до 50 км, длина пути 20-200 км, редко до 700 км, длительность в каждой точке пути - от нескольких до 30 мин. Они сопровождаются мощными ливнями и грозами. Шквалы и местные шквальные бури характерны для всех территорий, охватываемых циклонической деятельностью. Их повторяемость и сезонность зависят от некоторых характеристик сталкивающихся воздушных масс и различны от места к месту. Для европейской части России представительна статистика по Нижегородской области: сезон шквальных бурь - апрель - сентябрь, максимальная повторяемость (более 1 дня из 5) - с 26 мая по 10 июня; число дней за сезон со шквалами быстрее 15 м/с - 18,1; 20 м/с - 9,3; 25 м/с - 2,4; быстрее 30 м/с - 0,8 дня.

Разрушительное воздействие шквалов определяется скоростью ветра, а также грозами и ливневыми наводнениями. На европейской части России одним шквалом могут быть повреждены посевы на площади до нескольких десятков тысяч гектаров, десятки домов и хозяйственных построек с разовым ущербом до нескольких миллионов рублей.

Шквалам подобны потоковые или струевые бури. Они связаны с атмосферными фронтами, но не имеют вертикальной конвективной составляющей, как при шквалах, и создаются потоками воздуха в долинах и по краям возвышенностей. Бури этого типа достигают скорости 40-50 м/с и длятся 12-24 часа, максимум до недели. К их числу принадлежат: новоземельская, новороссийская, адриатическая бора, ороси в Японии, сарма и баргузин на Байкале, мистраль в долине Роны (Франция), трамонтана в Италии, чинук со Скалистых гор в Канаде, хазри вдоль восточного края Кавказа у Каспия и другие местные бури.

Вызванные ими опасные явления разнообразны в зависимости от времени года и местных условий. Назовем некоторые примеры: новороссийская бора зимой - шторм в Цемесской бухте, забрызгивание и обледенение (толщина льда - до 4 м) портовых строений; балхашская бора с хр. Чингиз - зимой буран, летом пыльная буря; фен в Альпах зимой и весной - экстремальное снеготаяние, наводнения, сели, оползни, а при недостаточно высокой температуре воздуха - жестокие бураны и т.д.

Смерч - это восходящий вихрь, состоящий из чрезвычайно быстро вращающегося воздуха, а также частиц влаги, песка, пыли и других взвесей. Он представляет собой быстро вращающуюся воронку, свисающую из кучево-дождевого облака и ниспадающую как «воронкобразное облако».

Смерчи, называемые в Северной Америке торнадо - мощные сконцентрированные вихри с вертикальной осью вращения, порождаемые грозовыми облаками высотой до 12-15 км. Процесс образования смерча протекает иногда лишь за 20-30 мин и начинается с появления восходящей струи теплого влажного воздуха, порождающей особо крупное и высокое грозовое облако. Из него начинается выпадение дождя и града в кольце вокруг восходящей струи. В некоторый момент завеса дождя закручивается в спираль в форме цилиндра или конуса, касающегося земли.

В полном развитии смерч достигает земли и движется по ней, принося большие разрушения. Смерч - это наименьшая по размерам и наибольшая по скорости вращения форма вихревого движения воздуха. Цилиндр (конус) стремится расшириться вследствие центробежной силы, что создает пониженное давление в трубке. Для поддержания смерча требуются продолжение подачи влажного воздуха вверх (что облегчается пониженным давлением в трубе) и определенная плотность вращающейся стенки дождя и града.

Смерчи образуются во многих областях земного шара, как над водной поверхностью, так и над сушей, возникая чаще всего вдоль фронта встречи двух воздушных течений: тёплого и холодного. Начальное условие - мощное грозовое облако и обильные осадки из него достигается при комбинировании тепловой конвекции и поднятия теплого воздуха подтекающим под него клином холодного. Поэтому 90 % смерчей связаны с холодными фронтами, остальные - с экстремально сильной внутримассовой конвекцией.

Среднее время существования смерча - 10-30 мин, а при наилучших условиях подпитки по пути - до 1 ч на Русской равнине, 5 ч в Великобритании, 7,5 ч в США. Смерчи движутся со скоростью атмосферного фронта, на котором они родились (в среднем 50-60 км/ч, редко более 150 км/ч), и проходят путь длиной до 50 км на Русской равнине, 300 км в Великобритании, 500 км в США, в среднем 10-30 км. Средний диаметр смерча у земли - 200-400 м, максимальный зарегистрированный - до 2,5 км, на Русской равнине - до 1 км. Площадь разрушений менее 1 км2, максимум до 400 км2. По силе и площади разрушений крупный долгоживущий смерч сравним с атомной бомбой.

В практических целях используется классификация интенсивности смерчей Фуджиты-Пирсона, сходная с шкалой Бофорта (табл. 2.11).

Таблица 2.11 - Шкала Фудзиты-Пирсона

Основная составляющая смерча его воронка, которая представляет собой спиральный вихрь. По существу, это мелкомасштабный ураган. Внутренняя полость воронки - в поперечнике от нескольких метров до нескольких сотен метров - обладает резко пониженным давлением. В стенках смерча движение воздуха направлено по спирали вверх и достигает скорости 200 м/с. Подъём и перенос различных предметов и материалов происходит в стенках смерча, ширина которых колеблется от нескольких метров (у плотных смерчей) до сотен метров (у расплывчатых смерчей). У очень тонких смерчей ширина всей воронки не превышает 3 м, а ширина стенок измеряется десятками сантиметров.

Главное оружие смерча - огромная скорость вращения стенок; измеренные скорости достигали 115 м/с (420 км/ч), рассчитанные по разрушениям - более 300 м/с. Второе оружие - перепад давления от нормального с внешней стороны трубки до половины нормального внутри нее, на расстоянии в несколько метров, которыми измеряется толщина стенки. Удар вращающейся стенки (давление - до десятков тонн на 1 м2) способен разрушить капитальные строения; перепад давления вызывает «взрывы» зданий, к которым прикасается смерч; восходящий поток воздуха (скорость до 70-90 м/с) способен поднять и перенести на значительные расстояния частицы почвы, людей, животных, автомашины, «бомбардировка» поднятыми смерчем предметами опасна для прочных крыш. Большая разность давления между периферией и внутренней частью воронки в связи с возникновением огромной центробежной силы вызывает эффект мощного всасывания всего, что находится на пути смерча.

Смерчи могут отсасывать водоемы (например, пруды-охладители при АЭС); зафиксирован случай, когда смерч, пересекавший р. Рейн, создал на несколько мгновений в речной воде траншею глубиной до дна (до 7 м), шириной 80 м и длиной 600 м, захватив из реки не менее 300 тыс. т воды.

На территории бывшего СССР смерчи возможны повсеместно южнее 65-66° с. ш., кроме пустынь Средней Азии и горных районов. Наблюдения за ними отрывочны. С 1844 по 1986 г. зарегистрировано 248 смерчей, от 2 до 18 в год, в среднем 8-10 в год. Наибольшее количество наблюдений приходится (в порядке убывания) на побережья Черного моря, Центрально-Черноземный район, Белоруссию, Прибалтику. Фактическое же территориальное распределение, возможно, иное; в частности, по повторяемости разрушительных смерчей на единицу площади ведущим может оказаться Волго-Вятский район или Прибайкалье. Наиболее сильны (известны) смерчи в Московской, Ярославской, Нижегородской и Ивановской областях. Наиболее вероятны они в июне - августе в 12-18 часов. В средствах массовой информации встречаются сообщения о смерчах с площадью разрушений и повреждений до сотен гектаров, с силой, губительной для зданий, ЛЭП и т.п.

В настоящее время каких-либо методов прогнозирования времени и места возникновения смерчей, а также их параметров не существует. Крайне сложно также прогнозировать пути перемещения смерчей.

Анализируя случаи возникновения смерчей, можно сделать вывод о том, что наиболее благоприятны для образования смерчевых облаков обширные равнины, над которыми происходит встреча теплых и холодных воздушных течений. Мероприятия, направленные на снижение негативных последствий смерчей такие же, как и при ураганах.

2.3.4 Мероприятия по уменьшению последствий ураганов и бурь

Для успешного проведения работ по уменьшению последствий действий ураганов и бурь большое значение имеет налаженная служба наблюдения за ураганами и оповещения об ураганной опасности.

При получении предупреждения о приближении урагана или сильной бури необходимо приступить к работам по укреплению наземных зданий и сооружений, обращая внимание на недостаточно прочные конструкции, трубы, крыши. В зданиях закрываются двери, окна, чердачные помещения, вентиляционные отверстия. Окна и витрины защищают ставнями или щитами, а двери с подветренной стороны оставляют открытыми. С крыш, лоджий, балконов убирают все предметы. В ряде случаев отключают коммунально-энергетические сети, проверяют системы водостоков. Из легких построек людей переводят в более прочные здания, иногда в убежища гражданской обороны. Людей и сельскохозяйственных животных, находящихся в лесных массивах, выводят на открытые пространства или укрывают. Наружные строительные и погрузочно-разгрузочные работы прекращают, а строительные краны разводят и крепят. Крупные суда, стоящие на рейде, выходят в открытое море или швартуются в портах, а небольшие - заходят в протоки либо каналы и дополнительно крепятся. К местам возможных аварий подвозят необходимые строительные материалы, инструменты, механизмы. В районах, где могут быть наводнения, проводят мероприятия в целях ограничения распространения воды.

Проводятся мероприятия по созданию запасов питьевой воды, не скоропортящихся продуктов питания, средств медицинской помощи, аварийных источников электроснабжения. Приводятся в готовность средства передвижения. С приближением урагана или сильной бури усиливается регулирование движение на автомагистралях, иногда движение транспорта прекращается полностью. Особо опасные участки ограждаются предупредительными знаками и возле них выставляются посты.

Большое значение в районе урагана или бури имеют работы по предотвращению пожаров.

При угрозе возникновения снежной бури проводят те же мероприятия, что и при приближении урагана. Особое внимание обращают на обеспечение бесперебойного движения транспорта по основным дорогам. В этих целях для борьбы с заносами организуют непрерывное патрулирование снегоочистительной техники. Аналогичные работы проводятся и при угрозе пыльной бури. На всех объектах в зоне урагана приводятся в готовность необходимые силы (аварийные команды, формирования гражданской обороны).

Рекомендации по поведению при ураганах и бурях

После получения предупреждения о приближении урагана или сильной бури (по радио, телевидению, по средствам связи, и другими способами) необходимо принять меры, направленные на уменьшение возможных последствий урагана: защитить окна; убрать в помещение или закрепить все предметы, находящиеся во дворе, создать запасы инструмента и материалов для защиты строений от ветра и дождя; привести в состояние готовности средства передвижения; из низинных участков перегнать на возвышенные домашний скот; обеспечить необходимые запасы питьевой воды, продуктов питания, медикаментов; позаботиться об аварийных источниках освещения, топлива, средствах приготовления пищи; подготовить средства пожаротушения и привести в готовность радиоприемники, работающие на элементах питания.

Во время урагана или сильной бури, находясь в здании, следует остерегаться ранений осколками оконного стекла. При сильных порывах ветра отойти от оконных проемов и стать вплотную к простенку. В качестве защиты можно использовать прочную мебель или внутренний дверной проем. Самым же безопасным местом во время урагана являются подвальные помещения или внутренние помещения на первом этаже здания (если им не грозит затопление). Нельзя выходить на улицу сразу после ослабления ветра, так как через несколько минут может возникнуть новый его порыв. В случае вынужденного пребывания под открытым небом надо держаться в отдалении от наземных зданий и сооружений, столбов, деревьев, мачт, опор, проводов. Недопустимо находиться на мостах, путепроводах, в непосредственной близости от объектов, на территории которых имеются легковоспламеняющиеся или сильнодействующие ядовитые вещества. Следует помнить, что наиболее часто травмы наносятся поднятыми ветром в воздух осколками стекла, шифера черепицы, кусками кровельного железа и т.п. Если ураган застал под открытым небом, то лучше всего укрыться в любой близлежащей выемке, лечь в нее на дно и плотно прижаться к земле.

После урагана не рекомендуется заходить в поврежденные строения, так как они могут обрушиться. Особую опасность представляют порванные и не обесточенные электрические провода.

Во время снежной или пыльной бури покидать помещение разрешается только в исключительных случаях, причем не в одиночку. Перед выходом из помещения во время снежной бури предварительно необходимо тепло одеться, сообщить остающимся о своем маршруте и времени возвращения.

При потере ориентации на местности во время передвижения на автомобиле или при поломке автомобиля не следует отходить от автомобиля за пределы видимости.

2.3.5 Экстремальные осадки и снежно-ледниковые явления

Экстремальное количество и продолжительность выпадения осадков сами оказываются опасными для людей и различных объектов и возбуждают другие виды опасных чрезвычайных ситуаций:

интенсивные снегопады парализуют транспорт, вызывают повреждения деревьев, ЛЭП, зданий под снеговой нагрузкой, сход снежных лавин в горах, а при выпадении в обычно бесснежных районах или в теплое время года приносят ущерб сельскому хозяйству;

интенсивные ливни возбуждают наводнения, эрозию, сели и оползни в горах; несвоевременные и затяжные дожди вредоносны для урожая;

экстремально малые суммы осадков означают засуху, опасность лесных пожаров, обмеление рек, трудности для судоходства и водоснабжения т.д.

Фронтальные ливневые дожди длятся от нескольких часов до 4 сут., с перерывами до 2-3 недель, охватывают территории площадью до сотен тысяч квадратных километров. При тропических циклонах интенсивность ливней превышает 150 мм/сут. и достигает 500-800 мм/сут. Чаще всего ливень длится 5-10 ч. За 10-20 ч может выпасть вся годовая норма осадков. В районах, где эта норма особенно велика (например, на Филиппинах 2000-3000 мм), ее могут набирать интенсивные ливни в течение 60-70 ч. Наибольшая часовая интенсивность может быть близка к суточной, хотя чаще равна 1/3-1/4 от суточной. В Батуми интенсивность ливней превышает 250 мм/сут., что отвечает нескольким метрам снега в близлежащих горах Аджарии. В умеренном климатическом поясе величины интенсивности еще меньше: в Молдавии, Украине 100-200 мм/сут., 40-60 мм/ч, в центральных районах европейской части России - 50-100 мм/сут., 30-50 мм/ч, в северных районах - до 50 мм/сут.

По своему механизму многие из явлений, связанных со снегом, льдом и холодом, могут быть отнесены к различным категориям, рассмотренным выше. Однако своеобразие снежно-ледовых явлений побуждает к их отдельному рассмотрению.

Снежный покров - это слой снега на поверхности Земли, возникающий в результате снегопадов. Различают временный и устойчивый снежные покровы. Устойчивый снежный покров распространяется в районах со средней температурой самого холодного месяца 0° и ниже, неустойчивый снежный покров и редкие снегопады возможны при температуре этого месяца 10-12° выше нуля. Названным условиям отвечают почти 2/3 площади суши, причем приблизительно на 1/4 суши снежный покров держится не менее четырех месяцев в году. Области с многолетней мерзлотой, подземными льдами и наледями занимают около 1/7 суши, акватория с морскими льдами и айсбергами - 1/4 поверхности морей и океанов. В районах, где зимой устанавливается снежный покров, размещается 1/5 населения мира и еще почти столько же - в районах, где возможен неустойчивый снежный покров и редкие снегопады.

Благодаря малой теплопроводности снежный покров предохраняет почву от сильного выхолаживания и озимые посевы от вымерзания. В нём содержатся снегозапасы, являющиеся источником пресной воды при таянии снега. Снежный покров оказывает большое влияние на климат, рельеф, гидрологические и почвообразовательные процессы. Он используется в хозяйственных целях путём снегозадержания и снежной мелиорации.

Величина снежного покрова характеризует снежность зимы. По абсолютной снежности выделяют бесснежные районы (толщина снежного покрова менее 10 см), малоснежные (с покровом 10-30 см, в континентальных районах - до 40-50 см) и многоснежные (с большой высотой снежного покрова). По относительной снежности различают: малоснежные зимы с высотой снежного покрова ниже нормы (подразделяются на зимы с устойчивыми морозными днями и малым количеством осадков и оттепельные зимы со значительным количеством осадков); среднеснежные зимы с постепенным нарастанием высоты снежного покрова, близкой к средней многолетней неустойчивой зимы со значительными колебаниями снежного покрова в течение всей зимы; многоснежные зимы с высотой снежного покрова, значительно превышающей среднюю многолетнюю.

По режиму и форме воздействия на население и объекты народного хозяйства снежноледниковые явления весьма разнообразны. Стихийные бедствия связаны с эпизодическими событиями - экстремальными снегопадами и холодами, массовым сходом лавин, крупными заторами льда на реках. В целом по миру эти стихийные бедствия находятся на четвертом или пятом месте по величине наносимого ими ущерба, но в отдельных районах выходят на 3-4 место. Разовый ущерб от экстремальных снегопадов в обычно малоснежных Молдавии, Закавказье, предгорьях Средней Азии достигает сотен миллионов рублей. Защита городов и дорог от неблагоприятных и опасных снежноледовых явлений способна вызвать удорожание строительства и эксплуатации до 100-200 %.

Снеговые нагрузки могут ломать крыши домов, деревья, особенно в районах, где снегопады редки и сильны (юг США, Турция и другие страны Средиземноморья). Средние многолетние из максимальных за зиму снеговых нагрузок могут превышать 250 кг/м2, нагрузки от разовых снегопадов - 100 кг/м2; экстремальные величины этих показателей в районах вблизи внешней границы области устойчивого снежного покрова превышают норму вдвое. Здесь редкие интенсивные снегопады способны вызвать чрезвычайные ситуации комплексного характера (снеговые нагрузки; паводки снеготаяния; в горах - лавины, активизация оползней и т.п.). Такие снегопады случаются раз в несколько лет или десятилетий, длятся до 2-4 сут., охватывают площадь в сотни - тысячи квадратных километров.

Метель (вьюга) - перенос снега сильным ветром над поверхностью земли. Количество переносимого снега определяется скоростью ветра, а участки аккумуляции снега - его направлением. В процессе метельного переноса снег движется параллельно поверхности земли. При этом основная масса его переносится в слое высотой менее 1,5 м. Рыхлый снег поднимается и переносится ветром при скорости 3-5 м/с и более (на высоте 0,2 м). Различают низовые (при отсутствии снегопада), верховые (при ветре лишь в свободной атмосфере) и общие метели, а также метели насыщенные, то есть переносящие предельно возможное при данной скорости ветра количества снега, и ненасыщенные. Последние наблюдаются при нехватке снега или при большой прочности снежного покрова.

Слабые и обычные метели длятся до нескольких суток, более сильные - до нескольких часов. Снегонакопление при метельном переносе превышает аккумуляцию снега, которая наблюдается в результате снегопадов при безветренной погоде. Отложение снега происходит в результате уменьшения скорости ветра вблизи наземных препятствий.

В России сильным снежным заносам подвержены многоснежные районы Заполярья, Сибири, Урала, Дальнего Востока и Севера Европейской части. В Заполярье снежный покров сохраняется до 240 дней в году и достигает 60 см, в Сибири, соответственно - до 240 дней и 90 см, на Урале - до 200 дней и 90 см, на Дальнем Востоке - до 240 дней и 50 см, на севере Европейской части России до 160 дней и 50 см.

Дополнительный отрицательный эффект при снежных заносах возникает за счет сильного мороза, сильного ветра при метелях и обледенений. Последствия снежных заносов могут быть достаточно тяжелыми. Они в состоянии парализовать работу большинства видов транспорта, приостановив перевозку людей и грузов. Люди, оказавшиеся на местности в изоляции из-за снежных заносов, подвергаются опасности обморожения и гибели, а в условиях буранов - теряют ориентировку. При сильных заносах небольшие населенные пункты могут оказаться отрезанными от коммуникаций снабжения. Осложняется работа предприятий коммунального и энергетического хозяйства. При сопровождении заносов сильными морозами и ветрами могут выходить из строя системы электроснабжения, теплоснабжения, связи. Аккумуляция снега на крышах зданий и сооружений свыше избыточных нагрузок приводит к обрушению.

В целях уменьшения ущерба от снежных заносов и ликвидации их последствий принимаются предупредительные и оперативные меры, носящие пассивный и активный характер.

В многоснежных районах проектирование и строительство зданий, сооружений и коммуникаций (особенно дорог) должно проводиться с учетом уменьшения их снегозаносимости. Для предупреждения заносов используют снегозащитные ограждения, выполняемые из приготовленных заранее конструкций или подручных материалов в виде снежных стенок, валов и т.д. Ограждения сооружаются на снегоопасных направлениях, особенно вдоль железных и важных шоссейных дорог. При этом они устанавливаются на расстоянии не менее 20 м от обреза дороги. Предупредительной мерой является оповещение органов власти, организаций и населения о прогнозе снегопадов и метелей.

Для ориентировки пешеходов и водителей транспортных средств, застигнутых бураном, вдоль дорог устанавливают вехи и другие указатели. В горных и северных районах практикуется растяжка канатов на опасных участках троп, дорог, от здания к зданию. Держась за них, в условиях бурана, люди ориентируются на маршруте.

В предвидении бурана на строительных и других промплощадках производят крепление стрел кранов, других конструкций, не защищенных от воздействия ветра. Прекращаются работы на открытой местности и высоте. Усиливается швартовка судов в портах.

На европейской части России среднее число дней с метелью находится в пределах 30-40, средняя продолжительность метели 6-9 ч. Опасные метели составляют около 25 %, особо опасные - около 10 % общего их количества. На территории всей страны ежегодно бывает 5-6 сильнейших буранов, способных парализовать железные и автодороги, обрывать линии связи и электропередачи и т.д.

Снежные и ледяные корки образуются при налипании снега и намерзании капель воды на различные поверхности. Налипание мокрого снега, опасное для линий связи и электропередачи, происходит при снегопадах и температуре воздуха в диапазоне от 0°… +3°, особенно при температуре +1… -3° и ветре 10-20 м/с. Диаметр отложений снега на проводах достигает 20 см, вес 2-4 кг на 1 м. Провода рвутся не столько под тяжестью снега, сколько от ветровой нагрузки. На полотне автодорог в таких условиях образуется скользкий снежный накат, парализующий движение. Такие явления характерны для приморских районов с мягкими влажными зимами (запад Европы, Сахалин и т.д.), но распространены также во внутриконтинентальных районах в начале и конце зимы.

При выпадении дождя на промороженную землю и при намокании и последующем замерзании поверхности снежного покрова образуются ледяные корки, называемые гололедицей. Она опасна для пастбищных животных: например, на Чукотке в начале 80-х гг. гололедица вызвала массовую гибель оленей. К типу гололедицы относится также явление обледенения причалов, морских платформ, судов вследствие намерзания брызг воды во время шторма. Обледенение опасно для небольших судов, палуба и надстройки которых невысоко подняты над водой. Такое судно может набрать ледяную нагрузку критической величины за считанные часы. Набрызговые наледи на берегах Охотского и Японского морей достигают толщины 3-4 м, мешая хозяйственной деятельности в прибрежной полосе.

При намерзании переохлажденных капель тумана на различные предметы образуются гололедные и изморозевые корки, первые - при диапазоне температуры воздуха от 0… -5, реже -20°, вторые - при температуре - -10… -30°, реже до -40°.

Вес гололедных корок может превышать 10 кг/м (до 35 кг/м на Сахалине, до 86 кг/м на Урале). Такая нагрузка разрушительна для большинства проводных линий и для многих мачт. Повторяемость гололеда наиболее высока там, где часты туманы при температуре воздуха от 0 до -5°. На территории России она достигает местами десятков дней в году. Воздействие гололеда на хозяйство наиболее заметно в южных районах бывшего СССР и носит в основном угнетающий характер. Изредка создаются чрезвычайные ситуации. Например, в феврале 1984 г. в Ставропольском крае гололед с ветром парализовал автодороги и вызвал аварии на 175 высоковольтных линиях; их нормальная работа возобновилась лишь через 4 сут. При гололеде в Москве количество автоаварий увеличивается втрое.

Наледи - это ледяные тела разной площади, мощности и формы, формирующиеся в результате последовательного излияния и замерзания природных (речных и подземных), в меньшей степени - техногенных (хозяйственно-бытовых и промышленных) вод.

Процессы наледообразования вызывают серьезные, даже катастрофические осложнения при строительстве и эксплуатации железных и автомобильных дорог, мостов, трубопроводов, жилых поселков и разного рода инженерных сооружений. В некоторых условиях, например, вдоль полотна дорог, образуются грунтово-наледные бугры пучения диаметром до 200, высотой до 6 м. При росте и при разрывах таких бугров внутренним давлением воды возможно разрушение полотна дорог, мостов, расположенных на бугре построек. Абсолютное большинство наледей формируется в пределах территорий, охваченных многолетним промерзанием. Этому способствует криогенное преобразование подземного стока, проявляющееся в его концентрации в пределах существующих несквозных и сквозных таликов и в подмерзлотных зонах пластовой проводимости или трещиноватости пород. В силу этого крупные наледи являются хорошим диагностическим признаком повышенной водообильности пород. Они служат поисковым критерием месторождений подземных вод на территории с многолетним промерзанием пород.

Речные, озерные, морские льды. Большинство рек и озер Евразии и Сев. Америки выше 350 с. ш. зимой частично или полностью покрывается льдами. Их общая площадь достигает почти 2 млн км2, в том числе более половины - в Евразии, где малые реки Сибири зимой промерзают до дна, а в устьевых частях больших рек толщина льда достигает 2 м.

Природные опасности и неудобства, связанные с речными и озерными льдами, разнообразны (например, зажорные и заторные наводнения). Кроме того, сами льды оказывают препятствие судоходству. Они осложняют работу водозаборных устройств и оказывают динамическое давление на гидротехнические сооружения, опоры мостов и т.п. Во время ледохода нагрузки на препятствия могут достигать 10-15 т/м2. Плывущие льдины постепенно истирают поверхность сооружений; периодическая нагрузка, создаваемая льдом, ведет к деформациям и появлению «усталости» металлических конструкций.

Морские льды в наиболее холодные месяцы занимают акваторию площадью до 16 млн км2 в Северном и до 20 млн км2 в Южном полушарии, летом же - около 1/3 названных площадей. Толщина сезонных льдов достигает 2 м, многолетних - 3-6 м, торосов - 5-9 м в открытом море и до 20 м у берегов. В категорию морских льдов входят также айсберги, разносимые течениями далеко на юг, местами до субтропического пояса. Морские льды создают помеху судоходству и представляют опасность для разработки нефтегазовых месторождений. В морях Арктики на акваториях со сплоченным льдом в условиях сжатия различной степени происходит 10-25 % длины трасс летом, 20-40 % зимой. Наиболее сильны сжатия в прибрежных акваториях шириной до 50 км, где к ветровому дрейфу льдов добавляется их смещение приливно-отливными течениями. Для проводки транспортных судов требуются ледоколы (стоимость ледокола типа «Арктика» 150 млн руб.), но и они не всегда способны двигаться в условиях сжатия. Айсберги могут также сильно выпахивать отмели, что представляет опасность для любых подводных сооружений - трубопроводов, кабелей и т.д.

2.3.6 Грозы, градобития

Грозы - наиболее распространённое опасное атмосферное явление. Грозы - интенсивные ливни, сопровождаемые молниями (электрические разряды), а иногда - градом, и возникающие при особенно быстром поднятии теплого влажного воздуха.

Гроза - это атмосферное явление, при котором в мощных кучево-дождевых облаках и между облаками и землей возникают сильные электрические разряды - молнии, сопровождаемые громом. При грозе выпадают интенсивные ливневые осадки, нередко град, наблюдается усиление ветра, часто до шквала и смерчей, и ливневые наводнения. Грозы разделяются на внутримассовые, возникающие при конвекции над сушей, преимущественно в послеполуденные часы, а над морем в ночные часы, и фронтальные, появляющиеся на атмосферных фронтах, т. е. на границах между тёплыми и холодными воздушными массами.

Потенциальная энергия грозового облака превышает 1013 - 1014 Дж, т. е. равна энергии взрыва термоядерной мегатонной бомбы. Электрические заряды грозового облака падающей молнии равны 10-100 Кл и разнесены на расстояния до 10 км, а электрические токи достигают до 100 А. Напряжённость электрического поля внутри грозового облака равна (1-3)·105 Вт, а эффективная электропроводность в 100 раз меньше, чем в окружающей атмосфере. Средняя продолжительность одного грозового цикла составляет 30 мин и обычно менее 1 ч. Но иногда перед холодным фронтом образуется целый ряд мощных гроз, длящихся часами, сопровождаемых смерчами и шквалами (линия шквалов). Электрический заряд каждой вспышки молнии соответствует 20-30 Кл и может образоваться на участке грозовой тучи радиусом до 2 км.

Молнии представляют собой электрический искровой разряд большой мощности в атмосфере, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающийся громом. Наиболее часто молния возникает в кучевых облаках, иногда в слоисто-дождевых облаках, при вулканических извержениях, смерчах и пылевых бурях. Обычно наблюдаются линейные молнии, длина которых составляет несколько сот метров. Молнии могут проходить в сами облака - внутриоблачные, или ударять в землю - наземные.

Молния характеризуется токами порядка десятков тысяч ампер. В облаках происходит трение молекул, в результате чего возникает электрическое напряжение. Температура молнии достигает 30 000°С. Она так сильно разогревает окружающий воздух, что он стремительно расширяется и с грохотом преодолевает звуковой барьер. Грохот этот доходит до нас и мы говорим: гремит гром. Длительность молнии составляет от десятых до сотых долей секунды. Вспышка молнии распространяется в воздушной среде со скоростью света, так что мы видим ее практически в то же мгновение, когда происходит разряд, а грохот расширяющегося воздуха пролетает километр примерно за три секунды. Если молния и гром следуют один за другим сразу же, то можно сказать, что гроза где-то рядом, а если вспышка молнии опережает раскаты грома, то гроза находится на каком-либо расстоянии. Чем дальше гроза, тем дольше не гремит гром после молнии. Вспышки невидимых и неслышимых молний при отдаленной грозе, освещающих изнутри облака, называются зарницами.

Особый вид молнии - шаровая, своеобразное электрическое явление, природа которой ещё не выявлена. Она представляет собой форму светящегося шара диаметром 20-30 см, движущегося по неправильной траектории, который обладает большой удельной энергией. Длительность существования от нескольких секунд до минут, а исчезновение её может сопровождаться взрывом, вызывающим разрушения и человеческие жертвы, или беззвучно.

Удары молнии иногда сопровождаются разрушениями, вызванными ее термическими и электродинамическими воздействиями, а также некоторыми опасными последствиями, возникающими от действия электромагнитного и светового излучения. Наибольшие разрушения вызывают удары молнии в наземные объекты при отсутствии токопроводящих путей между местом удара и землей. От электрического пробоя в материале образуются узкие каналы, в которые устремляется ток молнии. Из-за очень высокой температуры часть материала интенсивно испаряется с взрывом. Это приводит к разрыву или расщеплению объекта, пораженного молнией, и воспламенению горючих элементов.

Возможно также возникновение большой разности потенциалов и электрических разрядов между отдельными предметами внутри сооружений. Такие разряды могут явиться причиной пожаров и поражения людей электрическим током. Часто прямым ударам молнии подвергаются сооружения, возвышающиеся над окружающими строениями, например, металлические дымовые трубы, башни, пожарные депо и строения в открытой местности.

Весьма опасны прямые удары молнии в воздушные линии связи с металлическими опорами. Оценка опасности воздействия молнии основана на статистике частоты гроз с опасными молниями в данном районе. Повторяемость опасных молний относят к единице площади, что дает возможность получить величину риска. Повреждения, наносимые молнией, обусловлены высоким напряжением, большой силой тока в канале молнии и температурой, достигающей 40 000 К. Сильный ток, прошедший через тело человека от удара молнии, вызывает остановку сердца.

Защита зданий и сооружений от молний состоит в заземлении электрических импульсов, т. е. в применении громоотводов.

Для защиты человека от молнии на открытом месте необходимо найти заземленное убежище. Таким убежищем может служить лес. Отдельно стоящее дерево представляет опасность, так как является громоотводом, и не исключен пробой между деревом и человеком.

В бывшем СССР наибольшее число гроз (до 40-70 дней в году) отмечается, на Северном Кавказе и в Закавказье. На основной части европейской территории бывшего СССР и в Западной Европе среднее годовое число дней с грозами 15-30, севернее - 10 и менее.

При грозах опасны интенсивные ливни, градобития, удары молний, порывы ветра и вертикальные потоки воздуха (для авиации).

Опасность градобитий определяется диаметром (массой) градин и размерами поражаемой площади - «градовых дорожек». Диаметр градин не менее нескольких миллиметров и увеличивается вместе со скоростью и высотой поднятия грозовых облаков. Град - это атмосферные осадки в виде шариков льда и смеси льда и снега, выпадает во время прохождения холодного фронта или во время грозы. Наибольшие градины представляют собой простые структуры, образованные при условии, когда поверхность снежных комочков тает и основа замерзает, или же покрывается водяными капельками, которые затем замерзают. Таким образом, у градин твердое внешнее покрытие и мягкая сердцевина. Крупные градины диаметром от 1,2 до 12,5 см представляют собой более сложные структуры. Обычно они состоят из чередующихся слоев твердого и мягкого льда.

Как правило, град выпадает из мощных кучево-дождевых облаков при грозе и ливне. Частота выпадения града различна: в умеренных широтах он бывает 10-15 раз в год, у экватора на суше, где более мощные восходящие потоки, - 80-160 раз в год. Какими бы ни были способы образования, выпадение града приводит к поразительным разрушениям и к человеческим жертвам.

В России разработаны методы определения градоопасных облаков и созданы службы борьбы с градом. Опасные облака «расстреливают» снарядами, снаряжёнными специальными химическими веществами. В бывшем СССР наиболее градоопасны территории в предгорьях Карпат, Кавказа, Средней Азии. На Северном Кавказе диаметр градин достигает 6-7 см, масса 60-70 г (рекорд 0,5 кг). В июле 1991 г. град повредил 18 самолетов в аэропорту Минеральные Воды. Крупный град разбивает виноградники, крыши зданий, теплицы, автомашины и т.д.; град обычного размера повреждает и уничтожает посевы. Около 9/10 ущерба урожаю наносят редкие (около 10 % общего числа) сильные градобития. «Градовые дорожки» достигают в длину 50-60 км, в ширину до 10 км, но обычно - в 5-10 раз меньше. Тяжелые повреждения посевам наносятся, когда слой выпавшего града составляет хотя бы немногие сантиметры.

2.3.7 Экстремальные температуры воздуха

Экстремальные температуры воздуха устанавливаются при необычайно продолжительном сохранении ясной антициклонической погоды, а в поясе умеренного климата и в субтропиках - также при вторжении масс холодного воздуха из более высоких широт. Все эти события отражают те или иные отклонения и интенсивности атмосферной циркуляции от нормы. В многолетней их повторяемости проявляется 11-летняя и иная климатическая ритмичность. Экстремальная жара в любом климатическом поясе устанавливается при летнем антициклоне, необычном по местоположению или продолжительности. Она ведет к иссушению, росту пожароопасности в лесах, степях, на торфяниках, к обмелению судоходных рек на территориях протяженностью во многие сотни километров и на период от одной до многих недель.

Экстремальные морозы в умеренном поясе также устанавливаются при антициклональной погоде, причем температура на возвышенных (теплее) и котловинных участках может различаться на 5-6° на западе Русской равнины, до 15-17° в горах Якутии. Морозы парализуют жизнь городов, губительно воздействуют на посевы, увеличивают вероятность технических аварий (при температуре ниже -30° увеличивается ломкость деталей машин). Экстремальные вторжения холодных масс, сопровождающиеся снегопадами, могут быть сравнительно кратковременны (немногие дни), но губительны для сельскохозяйственных культур в субтропическом поясе, а в весеннее время и в южной части умеренного пояса.

Явление понижения температуры воздуха ниже 0 °С вечером и ночью после дня с положительными температурами называется заморозками. В Европейской части России заморозки случаются весной или осенью, - тогда, когда вторгаются холодные воздушные массы или приходит антициклон, при котором интенсивное ночное тепловое излучение от земной поверхности охлаждает почву, растительный покров и воздух. Заморозки причиняют большой ущерб сельскому хозяйству, особенно в районах низин, где может застаиваться холодный воздух. Для борьбы с заморозками используют костры, образующие дым, который прикрывает земную поверхность и защищает её от охлаждения.

В мире среднегодовой ущерб морозов и снегопадов занимает пятое место после ущерба от ураганов, наводнений, землетрясений и засух.

Смертность пожилых и больных людей существенно возрастает как при морозах, так и при жаре, причем отклонение температуры от нормы более значимо, чем абсолютная ее величина. Имеет значение также скорость похолодания или потепления: при резких изменениях температуры число автокатастроф увеличивается на 25 % при холодных вторжениях, на 56 % при наступлении жаркой погоды.

Значительный недостаток осадков в течение длительного времени весной или летом при повышенной температуре воздуха называется засухой, в результате чего запасы влаги в почве сильно уменьшаются, растения плохо развиваются, а урожай может погибнуть полностью. Засуха - частое явление в тропических широтах, полупустынных и особенно степных зонах, где находится основная площадь пахотных земель, весной и летом вследствие длительного (до 2 месяцев) господства антициклонной погоды.

Засухи возникают тогда, когда в атмосфере долгое время сохраняется высокое давление воздуха, то есть стоит антициклон. Нисходящие потоки в атмосфере препятствуют возникновению дождей, а ясная погода приводит к нагреванию и иссушению воздуха и почв. Засухи - явление, существенное для сельского и лесного хозяйства, бытового и промышленного водоснабжения, судоходства и работы ГЭС. Они могут быть оценены различными геофизическими показателями - от дефицита осадков (по величине, продолжительности, распространению) до сложных коэффициентов, включающих величины отклонений от нормы температуры воздуха, осадков, влагозапасов в почве, а также экономическими показателями недобора урожая, потерь производства гидроэлектроэнергии и т.п. Засухи создаются отклонением интенсивности атмосферной циркуляции от нормы по причинам, кроящимся в колебаниях Солнечной активности и в автоколебаниях в системе «океан-атмосфера», особенно в энергоактивных зонах (Эль-Ниньо и других). Как правило, сильные засухи на одних территориях сопровождаются повышением осадков на других.

Суховей - жаркий или очень тёплый ветер, отмечающийся в степях, полупустынях и пустынях. Он способствует порче урожая зерновых и плодовых культур. Они дуют в Северном Казахстане, степях России и Украины.

Засухи почти всегда сопровождаются как суховеями, так и пыльными бурями, которые усиливают испарение влаги с поверхности почв, поэтому борьба с засухами, суховеями и пыльными бурями заключается в накоплении влаги в различных почвах. С этой целью проводится снегозадержание, создание полезащитных лесных полос, прудов и водоёмов в оврагах и балках, боронование почвы и другие агромероприятия.

К устойчиво сухим и засушливым районам относится 40-45 % площади континентов; здесь проживает более 1/3 населения планеты. На территориях, где засухи возможны хотя бы изредка, размещается 3/4 населения, в бывшем СССР под угрозой засух находилось 70 % площади пахотных земель. Для основных сельскохозяйственных районов России причиной засух служит аномальное развитие антициклонов арктического и субтропического происхождения, блокирующих обычные пути атлантических циклонов.

Тяжелые засухи случаются в мире почти ежегодно. По числу жертв и экономическому ущербу они находятся в первой пятерке видов чрезвычайных ситуаций, по наибольшему разовому количеству жертв и величине прямого экономического ущерба (десятки миллиардов долларов) они в числе крупнейших чрезвычайных ситуаций.

Большинство стихийных бедствий, к счастью, кратковременны. Землетрясение обычно длится не более минуты. Торнадо проносится над городом Среднего Запада за пять минут. Циклоны и ураганы бушуют над городами в течение часа. Даже длительность наводнений измеряется всего лишь несколькими днями. Но совсем по-другому обстоят дела с засухой и возникающим голодом вследствие неё. Эти стихийные бедствия могут длиться неделями, а их последствия накладывают отпечаток на поколения.

Причины засухи и голода, как правило, носят комплексный характер. Существуют четыре основных вида засухи:

постоянная засуха, характерная для пустынь - мест, с засушливым климатом, где растения не растут без ирригации;

сезонная засуха характерна для климатических зон с явно выраженными сухим и дождливым сезонами;

непредсказуемая засуха, наступающая при неожиданном уменьшении осадков;

невидимая засуха, которая является пограничным состоянием, когда высокие температуры способствуют усиленному испарению, так что даже регулярные дожди не в состоянии в достаточной степени увлажнить почву, и урожай засыхает на корню.

2.4 Опасные явления в гидросфере. Гидрологические чрезвычайные ситуации

2.4.1 Общая характеристика наводнений

К опасным (стихийным) гидрологическим явлениям относятся различные быстропротекающие наводнения, сопровождающиеся высокими уровнями воды (при половодьях, паводках, заторах, зажорах, нагонах и т.д.) и медленные изменения уровня океана и бессточных озер, превышающего величины особо опасных (критических) уровней воды для конкретных населённых пунктов и хозяйственных объектов.

Под наводнением понимают значительное затопление местности водой в результате подъёма уровня воды в реке, озере, водохранилище и море и их разлива выше обычного горизонта, которое причиняет материальный ущерб, наносит урон здоровью населения, приводит к гибели людей.

Наводнения возникают во время половодья и паводков, т. е. при подъеме уровня воды весной от таяния снегов и осенью вследствие ливневых дождей, от скопления льда при ледоходах, уменьшающих площадь сечения реки, от интенсивного таяния ледников и снежного покрова, расположенных высоко в горах, а также во время ветров с моря (нагонные наводнения). Кроме того, затопления могут возникать в результате образования завалов или перемычек на реках во время землетрясений, горных обвалов или селевых потоков, при воздействии гравитационных волн подводного землетрясения, а также при прорыве плотин.

Наводнения (не считая нагонных, которые сопровождают ураганы) занимают в мире первое место по числу создаваемых или стихийных бедствий (40 % всех ЧС), второе-третье место по числу жертв, место в первой тройке по средней многолетней и по максимальной разовой величине прямого экономического ущерба.

По повторяемости, площади распространения и суммарному среднему годовому материальному ущербу в масштабах страны наводнения занимают первое место в ряду стихийных бедствий, а по человеческим жертвам и ущербу, приходящемуся на единицу пораженной площади, - второе после землетрясений.

Рассмотрим основные характеристики наводнений.

Уровнем воды считается высота поверхности воды в реке (озере) над условной горизонтальной плоскостью сравнения, называемой нулём поста. Высоту этой плоскости отсчитывают от уровня моря. В устьевых участках рек, впадающих в моря, уровень воды измеряется над ординаром, т. е. над средним многолетним уровнем в данном пункте. Сумма двух величин - уровня воды на посту и отметки нуля поста - представляет собой абсолютную отметку уровня, т. е. превышение поверхности воды в реке над поверхностью моря. В Балтийской системе высот исчисление высот ведется от среднего уровня Финского заливa у г. Кронштадта.

Расходом воды называется количество воды (в м3), протекающей через замыкающий створ реки за секунду. Графическая зависимость между расходом и уровнем воды, называется кривой расходов, а график изменения расхода воды во времени - гидрографом стока.

Критерием стихийных гидрологических явлений служит максимальный уровень воды, с которым связаны некоторые другие важные характеристики наводнения - площадь, слой, продолжительность и скорость подъема уровня воды.

Для городов и населенных пунктов существуют понятия подтопление и затопление. При подтоплении вода проникает в подвальные помещения через канализацию (если она имеет выходы в реку), по разного рода засыпанным канавам и траншеям (в них заложены тепловые, водопроводные и иные сети) или из-за подпора грунтовых вод. В случае же затопления местность покрывается слоем воды той или иной высоты.

Факторами опасности (ущерба) при наводнении являются:

высота изменения уровня, влияющая на площадь заливаемой или осушающейся территории;

скорость изменения уровня воды;

продолжительность периода отклонения уровня воды от нормы;

сопровождающие явления (ветер, температура воздуха, оползания и размывы грунта и т.п.).

Реки отличаются друг от друга различными условиями формирования стока воды. По условиям формирования стока и, следовательно, по условиям возникновения наводнений реки Российской Федерации подразделяются на четыре типа (табл. 2.12).

Таблица 2.12 - Распределение факторов, влияющих на возникновение наводнений по регионам России

Многообразие наводнений можно свести к пяти группам по причинам возникновения и характеру проявления (табл. 2.13). На территории Российской Федерации преобладают наводнения первых двух видов (70-80 % всех случаев). Они встречаются на равнинных, предгорных и горных реках, в северных и южных, западных и восточных районах страны. Остальные три вида наводнений имеют локальное распространение.

Таблица 2.13 - Виды наводнений

Факторы, оказывающие влияние на величину максимального подъема уровня воды при различных видах наводнений, приведены в табл. 2.14. По исходным причинам наводнения делятся на нагонные, ливневые (дождевые), половодья (связаны с таянием снега и ледников), зажорные и заторные, завальные и прорывные.

Таблица 2.14 - Факторы влияния на масштабы наводнения

Наводнения, проходящие по рекам, делят по высоте:

на низкие или небольшие (затапливаются низкие поймы);

средние (затапливаются высокие поймы, частично заселенные);

сильные или выдающиеся (частично затапливаются города, коммуникации, требуется эвакуация населения);

катастрофические (существенно затапливаются города, требуются крупные аварийно-спасательные работы, массовая эвакуация).

В каждом районе случаются разные типы наводнений, причем сильные и катастрофические создаются обычно совпадением двух и более факторов (например, снеготаяние плюс ливни, ливни плюс прорыв плотин и т.п.), что позволило разработать классификацию наводнений с учётом масштабов их распространения и повторяемости (табл. 2.15).

Таблица 2.15 - Классификация наводнений по масштабу

Мероприятия при угрозе затопления населённых пунктов и территорий

Меры защиты от наводнений подразделяются на оперативные (срочные) и технические (предупредительные).

Оперативные меры не решают в целом проблему защиты от наводнений и должны осуществляться в комплексе с техническими мерами.

Технические меры включают заблаговременное проектирование и строительство специальных сооружений. К ним относятся: регулирование стока в русле реки; отвод паводковых вод; регулирование поверхностного стока на водосбросах; обвалование; спрямление русел рек и дноуглубление; строительство берегозащитных сооружений; подсыпка застраиваемой территории; ограничение строительства в зонах возможных затоплений и др.

Наибольший экономический эффект и надежная защита пойменных территорий от наводнений могут быть достигнуты при использовании обширного комплекса мероприятий, сочетании активных методов защиты (регулирование водостока) с пассивными методами (обвалование, руслоуглубление и т.п.). Выбор способов защиты зависит от ряда факторов: гидравлического режима водотока, рельефа местности, инженерно-геологических и гидрогеологических условий, наличия инженерных сооружений в русле и на пойме (плотины, дамбы, мосты и т.д.), расположения объектов экономики, подвергающихся затоплению.

Основными направлениями действий органов исполнительной власти при угрозе затопления являются:

анализ обстановки, выявление источников и возможных сроков затопления;

прогнозирование видов (типов), сроков и масштабов возможного затопления;

планирование и подготовка комплекса типовых мероприятий по предупреждению затоплений;

планирование и подготовка к проведению аварийно-спасательных работ в зонах возможного затопления.

На федеральном уровне МЧС России осуществляет планирование и подготовку мероприятий общегосударственного масштаба. На региональном уровне региональными центрами МЧС России планируются и готовятся мероприятия, входящие в их компетенцию. На уровне области, края, республики планируются и готовятся мероприятия на их территориях. В период угрозы затопления в режиме повышенной готовности функционируют органы управления ГОЧС субъектов Российской Федерации. При угрозе затопления противопаводковые комиссии работают в дежурном режиме:

организуют круглосуточный контроль за паводковой обстановкой в зоне своей ответственности, используя посты Росгидромета и своих наблюдателей;

поддерживают постоянную связь и обмениваются информацией с комиссиями по чрезвычайным ситуациям и оперативными дежурными органов управления ГОЧС;

проводят учения (тренировки) по противопаводковой тематике и организуют обучение населения правилам поведения и действиям во время наводнений;

отправляют донесения в вышестоящие органы управления;

уточняют и корректируют планы противопаводковых мероприятий с учетом складывающейся обстановки;

решением глав администраций территорий организуют круглосуточные дежурства спасательных сил и средств;

уточняют (предусматривают) места (районы) временного отселения пострадавших жителей из подтопленных (разрушенных) домов, организуют подготовку общественных зданий или палаточных городков к размещению эвакуируемых;

предусматривают обеспечение эвакуируемого населения всем необходимым для жизни;

согласуют с местными органами МВД РФ и местного самоуправления порядок охраны имущества, оказавшегося в зоне затопления;

организуют круглосуточные дежурства по наблюдению за изменением уровня воды в источниках наводнения;

участвуют в организации и оборудовании объездных маршрутов транспорта взамен подтопленных участков дорог;

организуют (контролируют) укрепление имеющихся и сооружение новых дамб и обвалований;

организуют и поддерживают взаимодействие с органами управления МО РФ, МВД РФ, территориальными управлениями (отделами) Росгидромета, территориальными подразделениями Всероссийской службы медицины катастроф.

В период угрозы весеннего половодья и паводков на реках противопаводковые комиссии должны предусмотреть:

границы и размеры (площади) зон затопления, количество административных районов, населенных пунктов, объектов экономики, дорог, мостов, линий связи и электропередач, попадающих в зоны подтоплений и затоплений;

число пострадавших, а также временно отселяемых из зоны затопления, разрушенных (аварийных) домов, построек и т.п.;

объемы откачки воды из затопленных сооружений;

количество голов погибших сельскохозяйственных животных;

местоположение и размеры сооружаемых дамб, запруд, обвалований, креплений откосов берегов, водоотводных каналов, ям (сифонов);

предварительный размер материального ущерба;

численность привлекаемых сил и средств;

мероприятия по защите населения.

В подготовительный период важную роль играет анализ обстановки и прогнозирование возможного затопления населенных пунктов. Анализ обстановки предусматривает выявление возможных причин возникновения угрозы затопления населенных пунктов, среди которых могут быть половодье и паводок, а также факторы, способствующие возникновению затопления и подтопления. При этом выявляются возможные сценарии развития ЧС, при которых:

существенно нарушаются условия жизнедеятельности людей на территории административных районов субъекта Российской Федерации;

возможны человеческие жертвы или ущерб здоровью большому количеству людей;

могут быть значительные материальные потери;

возможен значительный ущерб окружающей среде.

Выявление перечисленных вариантов ЧС, связанных с затоплением территорий, производится на основании: статистических данных о наводнениях и данных многолетних наблюдений по данной территории; изучения планов действий промышленных объектов в случае возникновении ЧС; собственных оценок территориальных органов управления РСЧС.

По выявленным факторам, способствующим возникновению ЧС, а также вторичным факторам, представляющим угрозу населению и объектам экономики, производится: оценка вероятности возникновения ЧС; оценка масштабов возможной ЧС.

Под масштабами следует понимать: количество погибших; количество пострадавших; величину материального ущерба; объем эвакомероприятий и защиты, связанный с эвакуацией населения; затраты на ликвидацию ЧС и восстановительные работы; косвенные потери (недовыпуск продукции, затраты на пособия, компенсационные выплаты, пенсии и т.д.) и др.

Оценка вероятности возникновения и масштабов ЧС, вызванных авариями на промышленных объектах, системах жизнеобеспечения вследствие воздействия вторичных факторов, производится администрацией соответствующих объектов. Прогнозирование и оценку масштабов ЧС следует проводить с учетом требований законов, других нормативно-правовых актов и методик, рекомендуемых МЧС России. В случае отсутствия таких документов для отдельных конкретных случаев органы исполнительной власти субъектов РФ организуют проведение исследований по оценке вероятности возникновения ЧС и по оценке масштабов ЧС силами субъекта РФ.

Результаты выявления факторов, способствующих возникновению ЧС, связанных с затоплением территорий и населенных пунктов, служат основой для принятия решений на проведение профилактических мероприятий. На основе анализа обстановки осуществляется планирование мероприятий по предупреждению затоплений. Планирование регламентируется Федеральным законом «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера», нормативно-правовыми актами органов государственной власти субъектов Российской Федерации и органов местного самоуправления. При этом целесообразно различать предметное (целевое) и оперативное планирование.

Предметное планирование должно предусматривать проведение организационных, финансово-экономических и инженерно-технических мероприятий по предотвращению или снижению риска затоплений. Оперативное планирование предусматривает комплекс организационно-технических мероприятий по подготовке населения, объектов экономики и территорий к чрезвычайной ситуации. Эти мероприятия должны отражаться в планах социально-экономического развития территорий, планах развития отраслей экономики, объектов экономики.

Типовой порядок планирования мероприятий по предупреждению ЧС, вызванных затоплениями, включает:

выявление организаций и учреждений, которые могут быть задействованы в организации и выполнении мероприятий по предупреждению ЧС;

разработку и технико-экономическое обоснование организационных и инженерно-технических мероприятий по предотвращению или снижению риска возникновения ЧС;

разработку и технико-экономическое обоснование мероприятий по снижению тяжести последствий воздействия ЧС на население, объекты экономики и окружающую среду.

Разработанные планы согласовываются с заинтересованными органами и организациями, утверждаются соответствующими руководителями органов исполнительной власти и направляются исполнителям. Контроль за реализацией планов осуществляется исполнительной властью территории через территориальные органы управления РСЧС.

Рассмотрим основные мероприятия по уменьшению последствий заторов и зажоров. Заторы ликвидировать нельзя, их можно лишь несколько ослабить или переместить на другое место. При борьбе с заторными наводнениями требуется регулирование стока ледового материала. Эффективными мерами борьбы с заторами являются:

разрушение путем подрывов ледяных полей зарядами взрывчатых веществ, бомбометания, артиллерийского обстрела;

химическое разрушение льда путем посыпки различными солями;

взламывание льда ледоколами или судами на воздушной подушке;

маневрирование расходом воды через плотину.

Взрывной способ борьбы целесообразно применять в период образования затора. На широких реках подрыв ледяных полей начинают ниже затора и вдоль берегов. На узких и средних реках лед следует подрывать сверху вниз по течению или одновременно по всей длине затора.

При химическом способе разрушения льда понижают его температуру плавления распределением соли по его поверхности. Иногда для разрушения ледяного покрова его посыпают молотым шлаком с добавкой соли, т. е. зачерняют лед с нормой расхода 1-3 т/га, рассыпая полосами шириной 5-10 м в местах будущих трещин и у берегов.

При разрушении ледяных полей и самого тела затора ледоколами последние должны двигаться снизу вверх по руслу реки и создавать зигзагообразный канал в теле затора шириной не менее длины судна. Суда на воздушной подушке применяются для разрушения ледяного покрова толщиной до 1 м.

Самым радикальным средством борьбы с заторами является маневрирование расходом воды через плотину. Эффективность этого метода зависит от мощности затора, объёма и продолжительности пропуска воды, ледовой обстановки и погодных условий.

Рекомендации по поведению при наводнениях

1. Жители любого населенного пункта должны знать, находится ли населенный пункт, в котором они проживают, в зоне возможного затопления. Если находится, то необходимо знать: куда, в какие районы должна проводиться эвакуация в случае угрозы наводнения и по каким маршрутам. Эвакуация должна проводиться при получении информации об угрозе наводнения. По возможности эвакуируются и домашние животные.

2. Перед тем как покинуть дом, необходимо выключить электричество, газ. При эвакуации необходимо взять с собой документы, ценности, наиболее нужные вещи и запас продуктов питания. Часть имущества, которую невозможно взять с собой, целесообразно предохранить от затопления, перенести на верхние этажи, на высокие места.

3. Во время наводнения необходимо:

постараться собрать все, что может пригодиться: плавсредства, спасательные круги, веревки, лестницу, сигнальные средства;

спасать людей, отсеченных стихией от остальных, оказывать первую помощь пострадавшим;

если есть опасность оказаться в воде, то до прибытия помощи снять обувь и освободиться от тяжелой и тесной одежды;

наполнить рубашку и брюки легкими плавающими предметами (мячики, пустые закрытые пластмассовые бутылки и т.п.);

использовать столы, автомобильные шины, запасные колеса, спасательные пояса, чтобы удержаться на поверхности;

прежде чем соскользнуть в воду, нужно вдохнуть воздух, схватиться за первый попавшийся предмет и плыть по течению, пытаясь сохранить спокойствие;

прыгать в воду только в последний момент, когда нет надежды на спасение.

4. Переправа (вывод) людей при начавшемся наводнении разрешается только по обозначенному для этой цели броду глубиной не более 1 м. В необходимых случаях эвакуация производится на плотах, лодках, катерах, вездеходах и других средствах.

5. После окончания наводнения перед тем как войти в здание, убедиться, что оно не угрожает обвалом, осмотреть имеющиеся повреждения. При этом нельзя пользоваться открытым огнем. Следует проверить, отключено ли электропитание, нет ли оголенной электропроводки и возможности короткого замыкания, нет ли утечки газа.

6. Нельзя употреблять в пищу продукты питания, которые были в контакте с водами наводнения. Необходимо также проверить питьевую воду перед её использованием.

7. Наводнения могут сопровождаться такими стихийными явлениями, как оползни, селевые потоки, а также тем, что в число вызванных наводнением опасностей входят вспышки эпидемий, падеж скота, уничтожение урожая сельскохозяйственных культур, разрушение линий канализаций, загрязнение воды, разрушение линий газо- и электроснабжения.

8. Рекомендации населению по действиям в условиях угрозы и возникновения нагонных, заторных и зажорных наводнений практически такие же, как и в случае паводковых наводнений.

землетрясение пожар цунами

2.4.2 Морские гидрологические чрезвычайные ситуации. Цунами

Рассмотрим из ряда морских гидрологических опасных явлений (тропические циклоны (тайфуны), сильное волнение, сильное колебание уровня моря, сильный тягун в портах, ранний ледяной покров и припай, напор льдов, непроходимый (труднопроходимый) лёд, обледенение судов и портовых сооружений, отрыв прибрежных льдов) наиболее опасное морское гидрологическое явление природного происхождения - цунами, что в переводе с японского языка, означает «высокая волна в заливе».

Цунами - длинные морские волны, которые могут возникать в результате подводных землетрясений, а также вулканических извержений или оползней на морском дне. Кроме того, цунами возможны при обрушении берегов. Источник цунами - место на дне океана, где произошло подводное землетрясение, оползень или извержение вулкана.

Для образования волны цунами необходимо вертикальное смещение морского дна, хотя выявлено и много случаев возникновения цунами при эпицентре толчка на суше. Морские волны могут возникать также в результате прохождения поверхностных волн через мелководный континентальный шельф или, возможно, вдоль подводного каньона. Цунами возникают, как правило, при подводных землетрясениях с магнитудой более 7. Энергия цунами обычно составляет 1-10 % энергии вызвавших их землетрясений.

Образовавшись в каком-либо месте, цунами может пройти несколько тысяч километров, почти не уменьшаясь. Высота волн цунами - от нескольких сантиметров до нескольких метров. Однако, достигнув мелководья, волна резко замедляется, ее фронт вздымается и обрушивается с огромной силой на сушу. Над отмелями волна тормозится до скорости порой лишь 50 км/ч, её высота увеличивается до 10-20 м, фронт разворачивается параллельно берегу. Высота крупных волн у побережья составляет 5-20 м, иногда и 40 м, вулканогенных - до 100 м. В узких заливах происходит дальнейший рост волны.

Волна цунами обычно не одна, очень часто это серия волн с интервалом в 1 ч и более. Самая высокая волна называется главной волной. Часто перед началом цунами вода отступает далеко от береговой линии. Наибольшей высотой обычно обладает не первая волна, но одна из первых десяти. Суммарная продолжительность их накатывания на берег может достигать несколько часов. Разрушительные воздействия цунами складываются из подъёмной силы воды, давления водного потока, ударов захваченного волной материала.

Рис. 2.5 - Цунами

Основными характеристиками цунами являются: магнитуда; интенсивность на конкретном побережье; скорость движения волны.

За магнитуду цунами принят натуральный логарифм амплитуды колебаний уровня воды (в метрах), измеренный стандартным мореграфом у береговой линии на расстоянии от 3 до 10 км от источника цунами.

Интенсивность цунами приближенно равна натуральному логарифму от высоты (в метрах) подъема воды при цунами на конкретном участке побережья. Интенсивность цунами характеризует энергию, выделившуюся в конкретной точке, которая находится на любом расстоянии от источника.

Сейсмогенные цунами в области возникновения имеют высоту в немногие дециметры, редко до 5 м. Скорость движения волны цунами определяет время добегания волны от источника до любого побережья и, в зависимости от глубины моря, может быть от 100 до 1000 км/ч.

Для характеристики опасности цунами принимается шкала интенсивности К. Ииды и А. Имамуры.

Таблица 2.16 - Шкала интенсивности цунами К. Ииды и А. Имамуры

В последние 50 лет в мире отмечено 70, в последние 180 лет - около 170 сейсмогенных цунами опасных размеров, из них 4 % в Средиземном море, 8 % в Атлантике, остальные - в Тихом океане. Наиболее опасны берега Японии, Гавайских и Алеутских островов, Камчатки, Курил, Аляски, Канады, Соломоновых островов, Филиппин, Индонезии, Чили, Перу, Новой Зеландии, Эгейского, Адриатического и Ионического морей. Разовый прямой экономический ущерб измеряется десятками миллионов долларов. В пределе же вероятен ущерб до 1 млрд долл. По этому показателю цунами находятся в конце первого десятка природных чрезвычайных ситуаций.

Прогнозирование цунами

Волны цунами - одно из стихийных явлений в океане, представляющее опасность для населения и хозяйства прибрежной полосы суши в цунамиопасных районах. В 95 % случаев цунами возникают вследствие достаточно сильных землетрясений под дном океана (моря). Поэтому сам факт регистрации подобного землетрясения уже несет информацию о возможных волнах цунами. Более детальная обработка сейсмических данных о землетрясении позволяет определить координаты его эпицентра и магнитуду, а также ряд дополнительных критериев, позволяющих судить о цунами-опасности землетрясения, т.е. его способности вызвать опасную, высотой у берега более одного метра, волну цунами.

Между моментами начала регистрации землетрясения и прихода волны к берегу всегда есть пауза, которая составляет от нескольких минут до суток. Наличие этой паузы дает возможность предупредить населенные пункты о надвигающейся опасности и осуществить мероприятия по предотвращению возможного ущерба на берегу. В настоящее время в цунамиопасных регионах развернута и функционирует служба предупреждения о цунами. В основу работы этой службы положено использование не только данных сейсмических наблюдений, но и данных прямых наблюдений за состоянием поверхности океана на достаточном расстоянии от берега с помощью гидрофизических станций.

Мероприятия по уменьшению последствий цунами

Сочетание прогнозирования, заблаговременных административных и защитных мероприятий, как показывает практика, ведет к резкому снижению человеческих жертв и материального ущерба от последствий цунами. В затопляемой зоне запрещается новое строительство, не вызванное производственной необходимостью, а также производится перенос в безопасные места существующих зданий и сооружений. Для защиты от цунами бухт и устьев рек в них строят волноломы, а на берегу - дамбы и другие защитные сооружения. Посадка по побережью лесозащитных полос является эффективным средством борьбы с цунами.

Единственным средством защиты населения от цунами является эвакуация из прибрежной и возможно затопляемой зон. Поэтому население должно знать сигналы оповещения, признаки предупреждения о цунами, а также маршруты эвакуации. Необходимо оставаться в безопасном месте до получения сигнала отбоя опасности цунами. Так как цунами могут сопровождаться сильным наводнением, то необходимо соблюдать меры защиты, характерные для обычного наводнения.

2.5 Эпидемии, эпизоотии, эпифитотии

Биологическая опасность (угроза) - отрицательное воздействие биологических патогенов любого уровня и происхождения (от прионов и микроорганизмов до многоклеточных паразитов), создающих опасность в медико-социальной, технологической, сельскохозяйственной и коммунальной сферах.

В Российской Федерации в соответствии с ГОСТ 12.0.003-74 к биологическим опасным и вредным производственным факторам относят следующие биологические объекты: патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы, риккетсии, спирохеты, грибы, простейшие) и продукты их жизнедеятельности.

2.5.1 Инфекционные заболевания у людей

Инфекционные болезни отличаются от всех других болезней тем, что они вызываются живыми возбудителями. Из бесчисленного количества микроорганизмов, населяющих Землю, свойством вызывать заболевание обладают только патогенные (болезнетворные) виды.

Патогенность, как особое качество, выражающееся в способности вызывать заболевание, проявилось у возбудителей инфекционных болезней в результате длительного, на протяжении тысячелетий, приспособления к существованию в высших организмах (макроорганизмах).

Таким образом, под инфекцией нужно понимать процесс взаимодействия патогенного микроба с животным (растительным) организмом в сложных условиях внешней среды. Более просто, под инфекцией понимают проникновение патогенного микроба в организм и размножение в нем.

Возвращаясь к патогенности, необходимо сказать, что она проявляется в способности микроорганизма размножаться в тканях макроорганизма и, преодолевая его защитные функции, вызывать заболевание. Это свойство связано с наличием у болезнетворных микробов факторов патогенности. К их числу относятся инвазионность, токсикогенность и способность образовывать капсулу.

Инвазионность, или способность проникать в организм и распространяться в его тканях, обусловливается различными ферментами, вырабатываемыми микроорганизмом. Под токсикогенностью понимается способность образовывать ядовитые для макроорганизма вещества - токсины. Токсин, выделяемый живым микробом, получил название экзотоксина, а токсин, освобождающийся при разрушении микроба, называется эндотоксином. Некоторые микробы способны после проникновения в организм образовывать защитную оболочку - капсулу.

Патогенность у одного и того же вида микробов непостоянна и может колебаться в значительных пределах. Для обозначения степени патогенности применяется термин «вирулентность». В качестве единицы измерения вирулентности применяется минимальная смертельная доза (DLM), т. е. то наименьшее количество живых микробов, которое вызывает смертельное заболевание подопытных животных. В последнее время для измерения вирулентности чаще стали пользоваться средней летальной дозой (DLM50), которая вызывает гибель 50 % подопытных животных.

Для возникновения инфекционного заболевания необходимо, чтобы вирулентный микроб проник в восприимчивый организм в достаточном количестве и специфическим для него путем. Механизм заражения имеет настолько большое эпидемиологическое значение, что положен в основу современной классификации инфекционных болезней. По этому признаку инфекционные болезни подразделяются на кишечные инфекции, инфекции дыхательных путей, кровяные инфекции, инфекции наружных покровов, инфекции с различным механизмом передачи.

Существование патогенного микроба, как вида в природе, определяется его способностью переходить из одного организма в другой. Причем очередной переход и, следовательно, новое заражение и заболевание, наступают до того, как закончится время нахождения возбудителя в предшествующем организме или переносчике. Такую непрерывную цепь следующих друг за другом заражений и заболеваний, или бактерионосительства, принято называть эпидемическим процессом или эпидемией.

Эпидемический процесс может возникнуть и развиваться только при наличии трех обязательных условий: источника инфекции, путей передачи инфекции и восприимчивого к заболеванию коллектива.

Инфекционные болезни, свойственные только человеку, называются антропонозами. Инфекционные болезни, свойственные человеку и животным, называются зоонозами. Заболевания, связанные с дикими животными, относят к природным зоонозам, а заболевания, связанные с домашними животными, - к домашним зоонозам. При некоторых зоонозах (туляремия и др.) человек, легко заражаясь от животного, сам является своеобразным «тупиком» инфекции. В этих случаях не наблюдается заражения человека от человека, хотя теоретически такая возможность не исключена.

Переход патогенных микробов от одного живого организма к другому обеспечивается так называемым механизмом передачи. Этот процесс состоит из трех фаз:

выведения возбудителя из зараженного организма;

пребывания возбудителя в течение некоторого времени во внешней среде;

внедрения возбудителя в следующий организм. Механизм передачи инфекции неодинаков при различных заболеваниях и находится в прямой зависимости от специфической локализации паразита в живом организме.

Итак, возбудитель, выделившийся из организма больного или носителя, попадает в здоровый организм, проделав некоторое перемещение в пространстве. В зависимости от нозологической формы болезни этот путь может быть коротким и длинным. Независимо от этого, в перемещении возбудителя, как правило, принимает участие окружающая человека обстановка. Объекты внешней среды, включая и живых переносчиков, с помощью которых возбудитель перемещается в пространстве от источника инфекции в здоровый организм, называются факторами передачи или путями распространения инфекции.

Однако передача некоторых инфекционных заболеваний (бешенство, мягкий шанкр, гонорея, венерическая болезнь и др.) происходит без участия объектов внешней среды, путем прямого, непосредственного контакта больного со здоровым организмом. Посредством прямого контакта, в виде редкого исключения, могут передаваться и некоторые другие болезни, хотя в этих случаях он имеет меньшее эпидемиологическое значение. Пути распространения инфекции весьма разнообразны. Передача инфекции через предметы быта (посуда, белье, книги и др.), предметы ухода за больным и предметы производства (например, при обработке животного сырья - волос, шкуры и др.) называется контактно-бытовым путем передачи. Контактно-бытовой путь распространения инфекции выступает на первый план при инфекциях наружных покровов, реже - при кишечных инфекциях, особенно при неудовлетворительной санитарной обстановке и несоблюдении необходимых гигиенических правил в быту и на производстве.

Важная роль в передаче инфекции принадлежит воздуху, особенно в корабельных условиях, при известной плотности размещения личного состава. Воздушным путем происходит распространение таких инфекционных болезней, как грипп, туберкулез, дифтерия, скарлатина, корь, эпидемический паротит и многих других. По легкости передачи инфекции воздух занимает первое место. Возбудитель, выделившийся из организма больного или носителя с капельками слизи, быстро попадает в дыхательные пути здорового человека (воздушно-капельная инфекция), оседает на окружающих предметах, распространяется с пылью, поднимающейся в воздух (воздушно-пылевая инфекция). Пылевым способом могут передаваться заболевания, возбудители которых переносят высушивание, в частности, туберкулез. Воздух легко может быть заражен и искусственным путем.

Ряд инфекционных болезней (холера, брюшной тиф, лептоспирозы и т.д.) распространяется водным путем. Заражение через воду происходит при использовании инфицированной воды для питья, бытовых и хозяйственных надобностей, при купании. Особенно большую опасность представляет заражение воды в водопроводах и больших емкостях.

Нередко в распространении инфекционных болезней принимают участие пищевые продукты и готовая пища. Патогенные микробы в пищевые продукты могут попадать: через загрязненные руки больного или носителя, при мытье пищевых продуктов в инфицированной воде, во время перевозки на случайном транспорте, при разделке пищевых продуктов на грязных столах, при инфицировании их мухами, грызунами и т.д. Пищевые продукты, в зависимости от консистенции (плотные, жидкие и т.д.) и других особенностей, могут быть инфицированы поверхностно или во всей своей массе.

Особое место в передаче инфекции занимает почва. С одной стороны, она служит местом временного пребывания возбудителей ряда заболеваний (сибирская язва, столбняк и др.), а с другой - играет специфическую роль в распространении таких видов глистов, как аскариды, анкилостомиды, власоглав. Яйца этих глистов приобретают способность вызывать заражение только после «созревания» в почве.

Наконец, многие инфекционные болезни передаются членистоногими (насекомыми и клещами) так называемым трансмиссивным путем. Каждый живой переносчик, в основном, передает определенного возбудителя. Значительно реже одна и та же инфекционная болезнь распространяется несколькими переносчиками. Перенос возбудителей членистоногими может быть механическим и специфическим. Механические переносчики (главным образом, мухи) переносят возбудителей на лапках, крыльях и других частях тела, а также в содержимом кишечника. В организме специфических переносчиков возбудитель болезни проходит цикл размножения (накопления) или определенный цикл развития, например, половой цикл развития малярийного паразита в теле комара. В силу этого переносчик становится заразным спустя некоторое время после питания кровью больного.

В ряде случаев, например при клещевом энцефалите, вирус может передаваться потомству клеща. Поэтому насекомые и, особенно, клещи, являются не только переносчиками инфекции, но часто и хранителями ее в природе (резервуаром). Механизм передачи инфекции различен у различных переносчиков. Так, комар и москит вносят инфекцию человеку при укусе со слюной, вошь выделяет возбудителей сыпного тифа с фекалиями, которые втираются в кожу при расчесах и т.д.

В зависимости от участия живых переносчиков инфекционные болезни подразделяются на облигатно-трансмиссивные, передающиеся только насекомыми или клещами, и факультативно-трансмиссивные, распространяющиеся живыми переносчиками, а также с помощью других элементов (объектов) внешней среды. Из живых переносчиков наибольшее эпидемиологическое значение имеют комары, москиты, клещи, вши, блохи и мухи. Если инфекционная болезнь распространяется одним из перечисленных выше путей, то возникшую эпидемию называют водной, пищевой, трансмиссивной и т.д. Наряду с этим передача возбудителя может происходить одновременно несколькими путями. Однако и в этих случаях удается выявить основной путь передачи инфекции.

Обязательным условием возникновения эпидемического процесса является наличие восприимчивого к данной болезни коллектива. Влияние этого условия проявляется в двух направлениях. Во-первых, при увеличении числа невосприимчивых лиц уменьшается число людей, могущих заболеть при встрече с возбудителем. Во-вторых, лица, невосприимчивые к инфекции не становятся и источниками инфекции для окружающих восприимчивых лиц, выполняя роль барьера между источником инфекции и восприимчивой частью коллектива («иммунная прослойка»).

Эпидемический процесс может проявляться в виде спорадической заболеваемости, эпидемии и пандемии.

Спорадической заболеваемостью называется заболеваемость, уровень которой в стране или местности обычен для данной инфекционной болезни. Проявляется она в форме рассеянных, чаще всего не связанных между собой, общим источником инфекции, единичных случаях заболевания.

Эпидемией называется массовое распространение одноименных инфекционных заболеваний, при этом отдельные группы заболеваний связаны между собой общими источниками инфекции или общими путями распространения, например водная эпидемия брюшного тифа и холеры, туляремийная эпидемия «мышиного» или водного происхождения и т.д.

Для характеристики групповых заболеваний в коллективе, ограниченных во времени, часто применяется термин «эпидемическая вспышка». Слово «вспышка» более всего подходит к пищевым токсикоинфекциям, которые, внезапно возникнув, столь же быстро прекращаются после изъятия инфицированной пищи.

Пандемией называется необычайно сильная эпидемия, охватывающая большое число людей на территории, выходящей за границы одного государства. Постоянное наличие какого-либо инфекционного заболевания на определенной территории называется эндемией. Этот термин не определяет степени распространения инфекционной болезни, а только указывает, что источник инфекции находится в данной местности или стране. Эндемичные болезни тесно связаны с природой. Здесь они существуют веками из-за непрерывной циркуляции возбудителя из организма одного животного в организм другого. В циркуляции и сохранении возбудителя важная роль принадлежит кровососущим насекомым и клещам. Заболевания среди людей возникают только в том случае, если они оказываются на территории природного очага инфекции.

В случае, когда инфекционные болезни, свойственные только человеку или человеку и домашним животным, постоянно регистрируются в какой-либо местности, говорят о статистической эндемии, так как никакими местными природными условиями это явление не обусловлено. С улучшением санитарно-коммунального благоустройства или с оздоровлением стада домашних животных статистическая эндемия исчезает бесследно.

При оценке степени распространения заболеваний среди животных пользуются сходной терминологией. Понятиям эпидемия, пандемия, эндемия соответствуют эпизоотия, панзоотия, энзоотия. Болезни человека и животных, занесенные из других, далеко отстоящих районов земного шара, называются экзотическими болезнями. Место нахождения источника инфекции и территория, в пределах которой возбудитель может передаваться окружающим, называется эпидемическим очагом. Если это касается животных, говорят об энзоотическом очаге.

Правильно понять закономерности возникновения и течение эпидемического процесса невозможно без учета роли природных и социальных факторов. Природные условия могут влиять на все три звена эпидемического процесса и особенно - на источник инфекции и пути передачи.

Многие животные - носители инфекции, обитают только в определенных климатических зонах и вне их не встречаются. С этим тесно связано распространение, например, чумы в пустынно-степных районах, туляремии - в поймах рек и озер, клещевого энцефалита - в таежных местностях и т.д.

В зависимости от сезона года меняется и образ жизни животных. С наступлением холодов некоторые грызуны впадают в спячку, в результате чего эпизоотический процесс прекращается, с тем, чтобы возобновиться в весенне-летний период. С сезоном года у многих животных связан период размножения и лактации. Все это отражается на возможности заражения людей и, следовательно, на интенсивности эпидемического процесса.

Еще более отчетливо выступает влияние природных условий на пути передачи инфекции. Полное прекращение активности насекомых и клещей с наступлением холодов или периода дождей в тропическом климате приводит к прекращению или резкому снижению заражаемости людей трансмиссивными болезнями. Наряду с этим возбудители некоторых болезней в организме переносчиков или в почве развиваются только при определенной температуре. Так, плазмодии трехдневной малярии развиваются в теле комара при температуре воздуха не ниже 16°С, а тропической малярии - при температуре не ниже 17-18 °С; личинки анкилостомид развиваются в почве при температуре 14-16 °С. Отсутствие необходимого температурного оптимума исключает распространение подобных заболеваний. С наступлением холодов и пребыванием людей в закрытых помещениях повышается возможность передачи инфекции воздушно-капельным путем и т.д. В прямой зависимости от сезона года находится степень контакта человека с сельскохозяйственными и промысловыми животными.

Менее изучено влияние природного фактора на восприимчивость людей к инфекционным болезням. Человек своей деятельностью способен оказывать воздействие на окружающую природу и, благодаря этому, ограничивать или устранять влияние природного фактора на эпидемический процесс. Культурная обработка и обводнение земли приводят к исчезновению грызунов - носителей инфекции, и связанных с ними заболеваний. Осушение болот обеспечивает ликвидацию малярии. Иными словами, природные факторы находятся в большей или меньшей зависимости от социального фактора.

Социальный фактор является той движущей силой, которая определяет возникновение, течение и ликвидацию эпидемического процесса. Под социальным фактором понимают совокупность всех сторон общественной жизни, которые определяют специфику данной общественной формации, т. е. исторически определенный базис и соответствующую этому базису надстройку. От базиса, т.е. от экономического строя общества, зависят материальная обеспеченность, жилищные условия, санитарно-коммунальное благоустройство, характер общения между людьми в процессе труда и быта, доступность медицинской помощи и другие стороны общественной жизни населения. История эпидемиологии содержит немало примеров, свидетельствующих о связи эпидемий с социальными потрясениями (война, голод, безработица и т.д.).

Комплекс мероприятий по противоэпидемическому обеспечению определяется механизмом развития эпидемического процесса. Эпидемический процесс - процесс возникновения и распространения инфекционных заболеваний среди людей - связан с жизнедеятельностью возбудителей инфекционных заболеваний. В зависимости от особенностей взаимодействия микро- и макроорганизма в определенных социальных и природных условиях схемы развития эпидемического процесса разные при разных заболеваниях. Однако паразитическая природа возбудителей предопределила тот факт, что при любой схеме течения эпидемического процесса можно выделить три звена: источник инфекции (возбудитель инфекции), механизм передачи возбудителя и восприимчивый организм.

Комплекс мероприятий, направленных на предупреждение инфекционных заболеваний или на их прекращение, включает мероприятия в отношении всех трех звеньев эпидемического процесса. Схематично этот комплекс представлен в табл. 2.17.

Таблица 2.17 - Комплекс мероприятий по противоэпидемическому обеспечению

2.5.2 Случаи особо опасных инфекционных заболеваний сельскохозяйственных животных

Эпизоотия - это одновременное прогрессирующее во времени и пространстве в пределах определенного региона распространение инфекционной болезни среди большого числа одного или многих видов сельскохозяйственных животных, значительно превышающее обычно регистрируемый на данной территории уровень заболеваемости.

Выделяются следующие виды эпизоотий:

по масштабам распространения - частные, объектовые, местные и региональные;

по степени опасности - легкие, средней тяжести, тяжелые и чрезвычайно тяжелые;

по экономическому ущербу - незначительные, средние и большие.

Эпизоотии, как и эпидемии, могут носить характер настоящих стихийных бедствий.

Так, в 1996 г. в Великобритании свыше 500 тыс. голов сельскохозяйственных животных заразилось чумой крупного рогатого скота. Это вызвало необходимость уничтожения и утилизации останков больных животных. Из страны прекратился экспорт мясных изделий, что поставило ее животноводство на грань разорения. Кроме того, потребление мяса в Европе значительно уменьшилось и, как следствие, произошла дестабилизация европейского рынка мясных изделий.

Панзоотия - это массовое одновременное распространение инфекционной болезни сельскохозяйственных животных с высоким уровнем заболеваемости на огромной территории с охватом целых регионов, нескольких стран и материков.

Энзоотия - это одновременное распространение инфекционной болезни сельскохозяйственных животных в определенной местности, хозяйстве или пункте, природные и хозяйственно-экономические условия которых исключают повсеместное распространение данной болезни.

Как только человек стал одомашнивать диких зверей, возникла проблема защиты их от инфекционных болезней. На данный момент ветеринарной медицине известны методы профилактики и способы излечения многих инфекционных заболеваний животных. Несмотря на это, в мире ежегодно от инфекций их гибнут миллионы.

Эпизоотический процесс: непрерывный процесс возникновения и распространения инфекционных болезней сельскохозяйственных животных, развивающийся при наличии механизмов передачи, источников возбудителя и восприимчивого поголовья.

Эпизоотическая обстановка: состояние распространенности инфекционных болезней сельскохозяйственных животных на конкретной территории в определенный промежуток времени.

Эпизоотологическая карта: образно-знаковая модель территории, отражающая в обобщенной формализованной форме динамику нозоареалов инфекционных болезней и влияние различных социально-экономических и ветеринарно-санитарных условий на интенсивность эпизоотического процесса.

Безопасность животных: состояние, при котором путем соблюдения правовых норм, выполнения ветеринарно-санитарных правил и проведения противоэпизоотических мероприятий достигается устойчивость сельскохозяйственных животных к поражению патогенными микроорганизмами.

Специфическая защита животных: комплекс мероприятий, направленных на обеспечение устойчивости сельскохозяйственных животных к патогенным микроорганизмам с помощью биологически активных препаратов.

Экономический ущерб от эпизоотий: ущерб, слагающийся из стоимости павших и вынужденно убитых сельскохозяйственных животных, потерь продуктивности, затрат на карантинные и лечебные мероприятия, потерь от передержки и сокращения или прекращения реализации сельскохозяйственных животных и продуктов животного происхождения.

Противоэпизоотические мероприятия: комплекс плановых мероприятий, направленных на предупреждение, обнаружение и ликвидацию инфекционных болезней сельскохозяйственных животных, предусматривающих обезвреживание и ликвидацию источников возбудителя инфекционной болезни и факторов передачи возбудителя, повышение общей и специфической устойчивости сельскохозяйственных животных к поражению патогенными микроорганизмами.

Государственная ветеринарная служба: система организаций, учреждений ветеринарного профиля на территории Российской Федерации, республик в ее составе, в отдельных административно-территориальных образованиях, в отраслях народного хозяйства, на предприятиях, транспорте, государственных границах и в вооруженных силах, осуществляющих комплекс противоэпизоотических мероприятий.

Ветеринарно-санитарный надзор: система контроля за выполнением ветеринарно-санитарных правил и проведением противоэпизоотических мероприятий, направленная на защиту сельскохозяйственных животных от инфекционных болезней и предупреждение заражения людей от них.

Ветеринарное свидетельство: документ, удостоверяющий благополучие перевозимых сельскохозяйственных животных, кормов, продуктов и сырья животного происхождения.

Ветеринарная лаборатория: учреждение в системе государственной ветеринарной службы, занимающееся установлением лабораторного диагноза болезней животных, выявлением больных сельскохозяйственных животных, причин их гибели, путей возникновения и распространения инфекционных болезней, определением качества и безвредности продуктов и сырья животного происхождения, кормов и воды.

Пограничный контрольный ветеринарный пункт: учреждение государственной ветеринарной службы, организуемое на государственной границе либо на пограничных железнодорожных станциях, автострадах, в морских и речных портах, аэропортах, международных почтамтах для осуществления ветеринарно-санитарного надзора при экспорте и импорте животных, сырых животных продуктов, сырья животного происхождения и фуража, осуществление ветеринарного контроля за выполнением мероприятий по предотвращению заноса из-за рубежа инфекционных болезней животных.

Санитарно-защитная зона: территория вокруг фермы, животноводческого комплекса, предприятий и учреждений биологического профиля, свободная от жилых построек, на которой запрещены проезд транспорта, пастьба и водопой животных.

К наиболее опасным и распространенным видам инфекционных заболеваний относятся африканский сап, энцефалит, ящур, чума, туберкулез, грипп, сибирская язва, бешенство. Возникновение эпизоотии возможно лишь при наличии комплекса взаимосвязанных элементов, представляющих собой так называемую эпизоотическую цепь: источник возбудителя инфекции (больное животное), факторы передачи возбудителя инфекции (объекты неживой природы) или живые переносчики (восприимчивые к болезни животные). Характер эпизоотии, длительность ее течения зависят от механизма передачи возбудителя инфекции, сроков инкубационного периода, соотношения больных и восприимчивых животных, условий содержания животных и эффективности противоэпизоотических мероприятий. Проведение последних в значительной мере предотвращает развитие эпизоотии.

Некоторые из этих болезней переносятся животными без лечения или же при незначительном лечении. Смертность от них невелика. При других болезнях, например, бешенстве, лечение животных запрещено, их сразу же уничтожают. Категорически недопустимо вскрытие животных, павших от сибирской язвы, так как они являются основным источником заражения данной болезнью для человека. Большинство из особо опасных болезней требует серьезного медицинского вмешательства. При возникновении эпизоотии осуществляется ряд карантинных мероприятий: необходимо не допустить распространение болезни от больных к здоровым животным, для чего следует перемещать скот (перегонять, перевозить, переносить), создавать ограждения, проводить дезинфекции. Больные животные должны быть подвергнуты лечению, а при необходимости - уничтожению.

2.5.3 Поражение сельскохозяйственных растений болезнями и вредителями

Эпифитотией называется массовое, прогрессирующее во времени и пространстве, инфекционное заболевание сельскохозяйственных растений и (или) резкое увеличение численности вредителей растений, сопровождающееся массовой гибелью сельскохозяйственных культур и снижением их продуктивности.

Панфитотией называется массовое заболевание растений и резкое увеличение численности вредителей растений на территории нескольких стран или континентов.

Эпифитотии включают:

ржавчину хлебных злаков, при поражении которой потери урожая составляют 40-70 %;

пирокулариоз риса - заболевание вызывается грибком, потери урожая могут достигать 90 %;

фитофтороз (картофельная гниль) - заболевание, поражающее грибком листья, стебли и клубни картофеля и др.

Гибель и болезни растений могут явиться следствием неправильного применения различных химических веществ, например, гербицидов, дефолиантов, десикантов, которые используются для уничтожения сорняков и дикорастущих кустарников при освоении новых земель, удаления или подсушивания листьев сельскохозяйственных растений перед уборкой, как стимуляторы роста и созревания.

Большой вред сельскому хозяйству наносят растения-паразиты, полностью или частично живущие за счет питательных веществ других растений. Они снижают урожайность сельскохозяйственных культур или уничтожают их. Например, цветковые растения-паразиты снижают урожай подсолнечника, томатов, табака и др.

Саранча наносит ни с чем несравнимый ущерб сельскому хозяйству во многих странах Африки, Азии и Ближнего Востока. Ее налетам подвержено 20 % поверхности земного шара. Саранча, передвигаясь со скоростью 0,5-1,5 км/ч, уничтожает на своем пути буквально всю растительность. Так, в 1958 г. одна лишь стая уничтожила в Сомали за день 400 тыс. т зерна. Под тяжестью оседающих стай саранчи ломаются деревья и кустарники. Личинки саранчи питаются по 20-30 раз в день.

Серьезными вредителями сельского хозяйства являются грызуны (сурки, суслики, серые полевки и др.). Во время массовых размножений их численность может возрастать в 100-200 раз. Это увеличенное число грызунов требует огромного количества пищи, которой и становятся сельскохозяйственные культуры, особенно зерновые.

Вспышки распространения биологических вредителей происходят постоянно. Большой вред лесонасаждениям наносит сибирский шелкопряд. От него в Восточной Сибири погибли сотни тысяч гектаров хвойной тайги, прежде всего кедровой. Чрезвычайно вредят постройкам, растительности и продовольствию термиты. Известен случай уничтожения термитами г. Джонстауна на о. Святой Елены.

Основными действиями, направленными на предотвращение заболеваний растений, являются дератизация, дезинсекция, биологическая, химическая и механическая борьба с вредителями сельского и лесного хозяйства (опрыскивание, опыление, окружение канавами очагов распространения вредителей).

При возникновении эпифитотии организуется фитопатологическая разведка, которая проводит обследование сельскохозяйственных угодий, мест хранения и переработки продукции растительного происхождения и прилегающей к ним территории, устанавливает вид возбудителя и границы зон заражения.

Основными мероприятиями по защите растений от инфекционных болезней являются:

выведение и возделывание устойчивых к болезням сортов сельскохозяйственных культур;

соблюдений правил агротехники;

уничтожение очагов возникшей инфекции;

проведение карантинных мероприятий;

химическая обработка посевов, посевного и посадочного материала и др.

Спасатели привлекаются к работе в условиях эпифитотии в том случае, если она принимает угрожающие размеры.