ЧС  природного  характера  и  их  классификация.

Еще  одним  источником  постоянной  опасности  для  значительной  части  населения  нашей  страны  являются  стихийные  бедствия.  Как  уже  было  сказано,  они  относятся  к  ЧС  природного  характера  и  проявляются  как  могущественные  и  разрушительные  силы,  неподвластные  человеку.  Стихийные  бедствия  вызывают  экстремальные  ситуации,  создают  угрозу  жизни  и  здоровью  людей,  нарушают  работу  объектов  экономики,  наносят  большой  материальный  ущерб.

Обширная  территория  России (площадь 17 млн.км., протяженность  границ  48 тыс.км.),  разнообразие  климатических,  геологических  и  гидрометеорологических  условий,  наличие  громадного  количества  крупных  рек,  озер,  водохранилищ,  морей,  океанов,  горных  районов обуславливают  большое  разнообразие  различных  опасных  природных  явлений. 

Классификация  ЧС  природного  происхождения,  характерных  для  нашей  страны,  делит  их  на  шесть  типов,  каждый  из  которых  в  свою  очередь  подразделяется  на  несколько  видов: 

1.Геофизические  опасные  явления - землетрясения,  извержения  вулканов.

2. Геологические  опасные  явления - оползни,  сели, лавины, просадка  земной  поверхности и др.

3. Метеорологические  опасные  явления - бури (9 - 11 баллов  по  шкале  Боффорта),  ураганы (12 - 15 баллов),  смерчи,  сильные  ливни,  снегопады,  метели,  морозы и др.

4. Морские  гидрологические  опасные  явления - тропические  циклоны (тайфуны,  цунами, сильные волнения  моря ( 5 баллов  и  выше),  опасности,  связанные  с  ледовой  обстановкой  и  др.

5. Гидрологические  опасные  явления  на  внутренних  водоемах - наводнения,  половодья,  дождевые  паводки,  нагоны,  заторы,  зажоры.

6.  Природные  пожары - лесные,  торфяные,  степные  ( в  т.ч.  хлебных  массивов),  а  также  пожары  горючих  ископаемых.

Наводнения.

Наибольший  ущерб  на  территории  России  приносят  различные  наводнения.  Суммарная  площадь  зон  возможных  катастрофических  затоплений  составляет  более  72 тыс.кв.км ,  в  которые  попадают  101 город,  121 поселок  городского  типа  и  2110 населенных  пунктов  с  общим  населением  более  7  млн.чел.

Весенние  паводки  или  длительные  дожди  создают  зоны  подтоплений,  в  которых  проживает  5,7 млн. чел.

Потенциально  опасными  являются  также  зоны  возможного  затопления  от  20  крупнейших  ГЭС  России,  на  территории  которых  проживает  6 млн. чел. В  связи  с  этим  представляется  крайне  важным  знание  и  умение  определять  параметры  и  характеристики  ожидаемых    наводнений  и  возможность  их  своевременного  прогноза.

Значительное  затопление местности в результате подъема уровня воды в реке, озере, море или водохранилище, вызываемое различными причинами, и причиняющее материальный ущерб, наносящее урон здоровью населения или приводящее к гибели людей, называется наводнением.

Затопления не сопровождающиеся ущербом квалифицируются как разлив реки, озера или водохранилища.

Для территории России характерны затопления местности в результате подъема уровня воды в реках. В качестве примеров можно упомянуть периодические  наводнения на  реке Кума в Ставропольском крае, на Северной Двине в Архангельской области, на реке Терек в Дагестане, на Амуре  на  Дальнем  Востоке, наводнения в Пермской, Свердловской областях, в Башкирии и др.

Классификация  наводнений.

В зависимости от причин выделяются следующие классификационные  группы наводнений:

- связанные с максимальным стоком от весеннего таяния снега  -  половодья;

- формируемые интенсивными дождями или таянием снега при зимних оттепелях  -  паводки;

- вызванные сопротивлением, которое водный поток встречает в реке: зажоры, т.е. образование ледяной пробки подо льдом в начале зимы, и заторы при ледоходе;

- вызываемые ветровыми нагонами и

- наводнения при прорыве плотин и оградительных дамб.

По высоте подъема уровня воды, размерам площадей затопления и величине ущерба выделяют:

низкие или малые - с затоплением менее 10%  сельхозугодий, нанесением незначительного ущерба и не нарушающие ритма жизни населения; происходят 1 раз в год или 2 года;

высокие - с затоплением 10-15 % угодий (преимущественно сенокосы и пастбища); в густонаселенных районах сопровождаются частичной эвакуацией; наносят ощутимый материальный и моральный ущерб, нарушают хозяйственный и бытовой уклад населения; происходят 1 раз в 20-25 лет;

большие или выдающиеся - охватывают целые речные бассейны, затапливают до 50 % угодий, парализуют хозяйственную деятельность, наносят большой материальный и моральный ущерб, происходят  1 раз в 50 лет;

катастрофические - затопления громадных территорий в пределах одной или нескольких речных систем; затапливается до 75 % угодий, населенные пункты, промышленные предприятия и инженерные коммуникации; такие наводнения приводят к огромным материальным убыткам и гибели людей; случаются на территории РФ не чаще одного раза в 100-200 лет.

Прогнозирование  наводнений.

Важным  условием  защиты  населения,  экономики  и  территорий  от  последствий  наводнений  является  прогноз  сроков,  характера  и  параметров  этих  опасных  явлений. Госгидромет,  на  основе  данных  о  запасах  влаги  в  снежных  покровах  собранных  сетью  метеостанций  по  всей  территории  страны,  а  также  на  основе  метеопрогнозов  моделирует  процесс  пропуска  воды  в  конкретном  речном  бассейне  и  дает  прогноз  параметров  ожидаемого  наводнения.

В  зависимости  от  времени  упреждения  гидрологические  прогнозы  разделяются  на  краткосрочные  ( до двух недель)  и  долгосрочные (  с  большой заблаговременностью).

Краткосрочные  прогнозы  производятся  посредством  решения  уравнений  гидродинамики  и  определения  уровней  и  расходов  воды  в  нижнем  и  промежуточных  створах  с  привязкой  их  к  времени.

Долгосрочные  гидрологические  прогнозы  применяются,  как  правило,  для  предсказания  масштабов  половодий. В  основе  этих  прогнозов  лежит  водно-балансовый  метод,  устанавливающий  по  данным  многолетних  гидрометеонаблюдений  эмпирические  зависимости  между  величиной  стока  в  речном  бассейне  за  время  половодья  и  такими  факторами,  как  запасы  воды  в  снежном  покрове,  ожидаемые  осадки,  инфильтрация  воды  в  почву  и  испарение  с  поверхности.

По  результатам  прогноза  специально  уполномоченные  государственные  органы  и  местные  органы  власти  заблаговременно  проводят  различные  защитные  мероприятия,  которые  должны  свести  к  минимуму  опасности  ожидаемого  наводнения  в  определенном  районе. 

Землетрясения.

Как  уже  было  сказано,  такие  опасные  природные  явления,  как  землетрясения,  характерны  только  для  сейсмоопасных  районов,  которых  в  современной  России  меньше,  чем  было  в  границах  СССР. Однако,  даже  за  короткий  срок  существования  независимой  России  произошло  уже  два  разрушительных  землетрясения (на  Сахалине  и  на  Курилах),  которые  принесли  многочисленные  жертвы,  значительные  разрушения  и  большой  материальный  ущерб.

Землетрясения -  это  подземные  толчки  и  колебания  земной  поверхности,  возникающие  в  результате  внезапных  смещений  и  разрывов  в  земной  коре  или  верхней  части  мантии  и  передающихся  на  большие  расстояния  в  виде  упругих  колебаний.  В  зависимости  от  механизма,  изменяющего  состояние  земной  коры  и  приводящего  к  возникновению  подземных  толчков,  землетрясения  подразделяются  на  вулканические,  обвальные,  наведенные  и  тектонические.

Механизм  тектонических  землетрясений

Наиболее  сильными  и  разрушительными  являются  тектонические  землетрясения,  которые  происходят  на  границах  тектонических  плит,  на  которые  разбита  земная  кора.

Механизм  возникновения  подобных  землетрясений  показан  на  рисунке 1.1.

Две  тектонические  плиты  имеют  общую  границу,  по  которой  происходит  скольжение  одной  плиты  относительно  другой  со  скоростями  до  нескольких  сантиметров  в  год. В  каком-то  месте  происходит  зацепление  плит  и  начинается  накопление  потенциальной  энергии  в  этом  месте. Плиты  же,  как  большие  пространственные  объекты,  продолжают  свое  движение,  несколько  замедленное  на  границе. В  момент,  когда  накопленная  энергия  достигает  предела,  при  котором  происходит  разрушение  зацепления,  плиты  скачком  меняют  свое  положение,  а  часть  энергии,  оставшаяся  от  разрушительной  работы,  распространяется  в  земной  коре  в  виде  сейсмической  волны.

Фиг. 1. Движение плит.           Фиг. 2.Зацепление плит.          Фиг. 3. Высвобождение энергии

Рисунок 1.1 Механизм  возникновения  тектонического  землетрясения

Основные  характеристики  землетрясений.

Сейсмическая  волна,  достигшая  земной  поверхности,  вызывает  ее  колебания,  что  и  является  причиной  многих  опасностей,  связанных  с  землетрясениями. Если  бы  место  накопления  энергии  было  точечным,  то  сейсмическая  волна  распространялась   бы  в  земной  коре  в  виде  сферы.  В  действительности  зона  зацепления  имеет  протяженность  вдоль  границы  плит  и  поэтому  высвободившаяся  энергия  распространяется   в  виде  эллипсоида,  как  показано  на  рисунке 1.2 ,  а  на  поверхности  земли  линии  одинаковой  амплитуды  колебаний  ( изосейсты)  будут  образовывать  не  концентрические  окружности,  а  эллипсы.

Важной  характеристикой  землетрясения  является  глубина  места,  где  происходит  накопление  энергии  и  затем  возникает  подземный  удар,  т.е.  глубина  очага  землетрясения ( h ). В  различных  сейсмических  районах  глубина  очага  землетрясения  может  колебаться  от  нескольких  до  700 км  ,  т.е.  находиться  в  коре,  либо  в  верхней  мантии.

Точка  в  глубине  Земли,  условный  центр  очага,  называется  гипоцентром  землетрясения,  а  ее  проекция  на  поверхность  Земли - эпицентром.

Одним  из  основных  параметров,  характеризующих  силу  землетрясения,  является  интенсивность (амплитуда) колебания  грунта  на   поверхности  Земли.  Однако  амплитуда  колебаний  характеризует  интенсивность  землетрясения  только в  конкретной  точке, т.к.  она  меняется  в  зависимости  от  расстояния  до  эпицентра.

Однозначной  характеристикой  землетрясения  в  целом  является  магнитуда  как  мера  общего  количества  энергии,  излучаемой  при  сейсмическом  толчке  в  форме  упругих  волн. Однако,  в  отличие  от  интенсивности  колебаний  грунта,  магнитуду  нельзя  измерить  приборами,  а  возможно  только  вычислить  по  измеренным  параметрам. 

                                                                                              тектонический  разлом   

      эпицентр

           h     глубина  очага

                                                                                                        9  8  7  баллов

                           гипоцентр

             очаг

                                                                                                      изосейсты     

                                                                          на  поверхности  Земли                                                                                                                                                                    

Рисунок 1.2 Характеристики  землетрясения

Шкалы  измерения  основных  параметров  землетрясения  и  их  взаимосвязь.

Для  оценки  интенсивности  землетрясения  на  поверхности  Земли  в  нашей  стране  используется  международная  12-балльная  шкала  Медведева-Шпонхойера-Карника (MSK-64),  аналогичная  принятой  в  Европе  модифицированной  шкале  Меркалли.

По  этой  шкале  землетрясения  делятся  на  слабые (1-4 балла), сильные ( 5-7 баллов)  и  разрушительные ( 8  баллов  и  больше). Конкретная  оценка  интенсивности ( силы)   землетрясения (J)  производится  с  помощью  чувствительного  прибора - сейсмографа,  отмечающего  и  записывающего  колебания  земной  коры  и  определяющего  их  силу  и  направление.

Для  оценки  интенсивности  землетрясения  в  гипоцентре  в  международной  практике  и  в  нашей  стране  используется  величина,  называемая  магнитудой. Магнитуда  является  мерой  энергии,  выделяемой  в  гипоцентре. Для  определения  магнитуды  применяется  9-ти  балльная  шкала  Рихтера.

Зависимость  между  излученной  энергией  и  магнитудой  землетрясения (М)  выражается  уравнением:

lg E (дж) = 5,24 + 1,44 M ,  

Сильнейшие  из  когда-либо  зарегистрированных  землетрясений  имели  М= 8,9 баллов (в  1933 г  у  берегов  Японии  и  в  1906 г  в  Эквадоре).  Видимо,  этот  предел  обусловлен  физическими  свойствами  пород,  слагающих  толщу  тектонических  плит.

Приложение

ТАБЛИЦА   ЗНАЧЕНИЙ  ПАРАМЕТРА   “b”  В  ЗАВИСИМОСТИ  ОТ   n   И  ОТНОШЕНИЯ   tвх/T

Магнитуда  землетрясения  определяется  по  шкале  Рихтера  как  логарифм  отношения  амплитуд  волн  данного  землетрясения  к  амплитудам  таких  же  волн  стандартного  землетрясения.