13

Размещено на http://www.allbest.ru/

Динамические явления на поверхности Земли и безопасность человека

План

• 1. Осыпи и обвалы, сели, лавины, образование оврагов, абразия, заболачивания
• 2. Тектонические колебания, землетрясение, вулканические землетрясения

1. Осыпи и обвалы, сели, лавины, образование оврагов, абразия, заболачивания

Обвалы.

Обвал - это быстрое отделение (отрыв) и падение массы горных пород (земли, песка, камней, глины) на крутом склоне вследствие потери устойчивости склона, ослабления связности, цельности горных пород.

Обвал происходит под влиянием процессов выветривания, движения подземных и поверхностных вод, подмыва или растворения породы, колебания почвы. Чаще всего обвалы происходят в период дождей, таяния снега, при проведении взрывных и строительных работ. Разновидностью обвала является вывал - обрушение отдельных глыб и камней из грунтов на отвесных склонах.

Поражающим фактором обвала является падение тяжелых масс горных пород, способных повредить, сломать, раздавить даже прочные сооружения либо засыпать их грунтом, преградив доступ к ним. Другая опасность обвалов состоит в возможном запруживании рек и обрушении берегов озер, воды которых в случае прорыва могут стать причиной наводнений или, что еще опаснее, селевых потоков.

Для оценки обвалов используют объем обвалившихся горных пород. Исходя из объема, обвалы подразделяются:

· на очень малые (объемом менее 5 м³);

· малые (5-50 м³);

· средние (50-1000 м³);

· крупные (более 1000 м³).

Изредка в природных условиях наблюдаются гигантские обвалы, в результате которых обрушиваются миллионы и даже миллиарды кубических метров пород. Так. в 1911 г. на реке Муграб (Таджикистан) в горах Памира во время землетрясения произошел крупнейший обвал, названный Уссурийским. Его объем составил 2,2 млрд м³. В результате этого обвала образовалась огромная естественная плотина, перекрывшая Муграб, возникло Сарезское озеро длиной 5 км и шириной до 3,4 км, наибольшая глубина - 505 м.

Оползни

Характеристика оползней

Оползни - это скользящие смещения масс горных (или других) пород вниз по склону под влиянием силы тяжести. Оползни могут сходить со всех склонов крутизной от 19°, а при глинистых грунтах - от 5-7°.

Причинами возникновения оползней могут служить следующие факторы:

1. Естественно-природные:

· землетрясения;

· переувлажнение склонов осадками;

· увеличение крутизны склона в результате подмыва водой;

· ослабление прочности твердых пород при выветривании, вымывании или выщелачивании;

· наличие в толще грунта размягченных глин, плывунных песков, ископаемого льда;

· чередование водоупорных (глинистых) и водоносных пород (песчано-гравийных, трещиноватых, известковых);

· расположение слоев грунта с наклоном в сторону склона;

· пересечение пород трещинами.

2. Антропогенные:

· вырубка лесов и кустарников на склонах. Причем вырубка может происходить намного выше места будущего оползня, но вода не будет задерживаться растениями вверху, в результате чего грунты переувлажняются далеко внизу;

· взрывные работы, которые являются, по сути, локальным землетрясением и способствуют развитию трещин в породах;

· распахивание склонов, чрезмерный полив садов и огородов на склонах;

· разрушение склонов котлованами, траншеями, дорожными выемками, подрезающими склоны;

· закупоривание, засорение, заваливание мест выхода подземных вод;

· строительство жилья и промышленных объектов на склонах, что ведет к разрушениям склонов, увеличению силы тяжести, направленной вниз по склону.

Нехватка свободных площадей в безопасных местах обусловливает массовую застройку холмов и даже склонов гор. Это ведет к деформации почвы, сползанию и разрушению домов и т.д.

В зависимости от крутизны склона и характера грунта оползень может развиваться мгновенно (табл.1).

Таблица 1. Скорость движения оползней

Скорость движения	Оценка движения
3 м/с	Исключительно быстрое
0,3 м/мин	Очень быстрое
1,5 м/сутки	Быстрое
1,5 м/месяц	Умеренное
1,5 м/год	Очень медленное
0,06 м/год	Исключительно медленное

Если скорость потока больше метра в секунду, то это почти обвал, обрушение породы, которое опаснее, чем медленно скользящий оползень.

Скорости больше одного метра в минуту также являются катастрофическими, поскольку за короткое время почти невозможно организовать спасение людей, имущества, животных.

Поражающим фактором оползней являются тяжелые массы грунта, засыпающие или разрушающие все на своем пути. Поэтому главный показатель оползня - это его объем, измеряемый в кубометрах. Измерив длину, ширину и высоту оползня, подсчитав его объем, легко определить его массу в тоннах.

По объему оползни классифицируются так:

· малые - до 10 тыс. м3;

· средние - 10-100 тыс. м3;

· крупные - 100 тыс. - 1 млн м3;

· очень крупные - более 1 млн м3.

Кроме того, оползни классифицируются по масштабу явления, механизму оползневого процесса и месту его возникновения.

Масштаб оползней характеризуется вовлеченной в процесс площадью:?

· очень мелкие - до 5 га;

· мелкие - 5-50 га;

· средние - 50-100 га;

· крупные - 100-200 га;

· очень крупные - 200-400 га;

· грандиозные - более 400 га.

Крупные оползни вызываются, как правило, естественными причинами и образуются вдоль обрывов и склонов. Их толщина достигает 10-20 м и более. Оползневое тело часто сохраняет свою монолитность. Средние и мелкомасштабные оползни чаще происходят под воздействием антропогенных процессов.

По механизму оползневого процесса выделяются оползни сдвига, выдавливания, вязкопластичные, гидродинамического выноса, внезапного разжижения. Часто механизм оползня бывает комбинированным.6.

Наблюдение за состоянием склонов

К мерам по предупреждению оползней относятся: наблюдение за состоянием склонов - анализ и прогнозирование возможности обвалов и оползней; проведение комплексных инженерных защитных работ; обучение лиц, проживающих, работающих и отдыхающих в опасной зоне, правилам безопасности жизнедеятельности; соблюдение безопасности режима, строительных норм и правил (СНиП) при производстве работ, инструкций и стандартов, предусмотренных для каждого вида производственной деятельности.

Наблюдение осуществляется постоянным, тщательным визуальным осмотром каждого места с крутыми склонами и обрывами, находящегося в зоне непосредственной жизнедеятельности человека. Визуальный контроль нужно сочетать со слуховым (акустическим).

Малейший шум наверху, удар грома, а также выстрел или громкий крик в определенных условиях могут породить мощный горный обвал. Признаками возможного обвала являются многочисленные трещины в отвесных скалах, нависающие блоки, появление отдельных фрагментов скал, глыб, отделяющихся от основной (корневой) породы.

В отличие от обвалов и обрушений пород, оползни развиваются значительно медленнее, и есть немало признаков, позволяющих своевременно обнаружить зарождающийся оползень.

Признаки зарождающегося оползня:

· разрывы п трещины в грунте, на дорогах, защитных (противооползневых) сооружениях и укреплениях;

· нарушения и разрушения подземных и наземных коммуникаций;

· смещение, отклонение от вертикали деревьев, столбов, опор, неравномерное натяжение или обрыв проводов;

· искривление стен зданий и сооружений, появление на них трещин;

· изменение уровня воды в колодцах, скважинах, системах отвода воды, в любых водоемах.

Нужно наблюдать также, чтобы не было утечек в грунт воды из водозаборных колонок и водопроводов, а также следить за состоянием стоков.

Снежные лавины

обвал землетрясение абразия заболачивание

Снежной лавиной (снежным обвалом) называются массы снега, пришедшие в движение под воздействием силы тяжести и низвергающиеся по горному склону (иногда пересекающие дно долины и выходящие на противоположный склон).

Снег, накапливающийся на склонах гор, под воздействием силы тяжести стремится соскользнуть вниз по склону, но этому противостоят силы сопротивления в основании и на границах снежного пласта. Вследствие перегрузки склонов снегом, ослабления структурных связей внутри снежной толщи или совместного действия этих факторов снежная масса соскальзывает или осыпается со склона. Начав свое движение от случайного и незначительного толчка, она быстро набирает скорость, захватывая по пути снег, камни, деревья и другие предметы, и низвергается до более пологих участков или дна долины, где тормозит и останавливается.

13 июля 1990 г. на пике Ленина на Памире в результате землетрясения и схода со склона большой снежной лавины был снесен лагерь альпинистов, находившийся на высоте 5300 м, погибло 40 человек.

Лавины могут возникать везде, где есть снежный покров и достаточно крутые склоны. Огромной разрушительной силы они достигают в высокогорных районах, где их возникновению способствуют климатические условия.

Основными факторами лавинообразовання являются:

· количество, вид и интенсивность выпадения осадков,

· высота снежного покрова:

· температура, влажность воздуха и характер их изменения,

· распределение температуры внутри снежной толщи,

· скорость, направление ветра, характер их изменений и метелевый перенос снега;

· солнечная радиация и облачность.

По характеру движения в зависимости от строения подстилающей поверхности различают осовы, лотковые и прыгающие лавины.

Осов - это отрыв и скольжение снежных масс по всей поверхности склона; он представляет собой снежный оползень, не имеет определенного канала стока и скользит по всей ширине охваченного им участка. Обломочный материал, смещенный осовами вниз к подножию склонов, образует гряды.

Лотковая лавина - это течение и перекатывание снежных масс по строго фиксированному каналу стока, широкому вверху, воронкообразно сужающемуся книзу и переходящему в снегосборный бассейн, или снегосбор (лавиносбор). Снизу к лавинному лотку примыкает конус выноса - зона отложения обломочного материала, принесенного лавиной.

Прыгающая лавина - это свободное падение снежных масс. Прыгающие лавины возникают из лотковых в тех случаях, когда канал стока имеет отвесные стены или участки резко возрастающей крутизны. Встретив крутой уступ, лавина отрывается от земли и продолжает падение с большой скоростью струи; при этом часто генерируется воздушная ударная волна.

В течение января 1997 г. на Сахалине сошло 45 лавин объемом 13 тыс. м3, в феврале - 88 лавин объемом до 3600 м3. Под лавины попало 14 человек, один погиб. В марте 1997 г. на Сахалине зарегистрирован сход 24 снежных лавин объемом 4200 м3. В феврале того же года на Камчатке с вулкана Козельского оторвался снежный пласт общим объемом 4 млн м3.

Постоянно наблюдается сход снежных лавин в горах Северного Кавказа.

1 апреля 1997 г. на Рокском перевале сошедшей лавиной было повреждено 7машин, 4 человека получили ранения. 2-3 апреля в Северной Осетии - Алании на участке Нар - Северный Портал сошло 30 лавин, одна из лавин засыпала 5 человек, двое из них погибли.10 апреля в Черединском районе Дагестана сошедшие лавины повредили 17 км линии электропередач и связи, 8 населенных пунктов остались без связи.

Абразия - это процесс разрушения волнами прибоя берега водоема (моря, озера) В результате абразии меняется прибрежная полоса, что грозит сооружениям, которые расположены неподалеку, разрушает морские причалы и т.д. Абразия наблюдается на 60% берегов Азовского моря и 30% Черного моря, ее скорость - 1,3-4,2 м / год В целом по Украине абразионные процессы происходят на 2630 км морских берегов и более 1200 км берегов водохранилищ.

Селе - это кратковременные грязекаменные потоки, чаще всего формируются в руслах горных рек Причинами селей могут быть землетрясения, сильные снегопады, ливни, интенсивное таяние снега, а также обрушения в русло реки большого количества хрупкого материала В отличие от обычных потоков селе движутся, как правило, не непрерывно, а отдельными валами (волнами) Объемы селевых потоков могут достигать сотен тысяч, а иногда миллионов кубических метров, размеры обломков - 3-4 м, масса - 100-200 т Основная опасность селей - это огромная кинетическая энергия грязевых потоков, скорость движения которых может достигать 15 км / го/год.

По силе селевые потоки делятся на группы:

· сильные (вынос более 100 тыс. м³ селевой массы)

· средней силы (10 - 100 тыс. м³)

· слабые (менее 10 тыс. м³)

Селевые потоки возникают внезапно, быстро растут и продолжаются обычно 1-3 часа, иногда 6-8 часов Селе прогнозируются по результатам наблюдений и метеорологическим прогнозом

Местности, размещенные при выходах горных долин на равнину, часто страдают от воздействия селей

Для оказания помощи людям, которые попали в селевой поток, используют жерди, доски, веревки и другие подручные средства Вывод людей из потока осуществляется по направлению его движения, постепенно приближаясь к краю селеопасный зони.

От селей неоднократно страдала Алма-Ата Особенно большой сель состоялся 8 июня 1921. На город селевым потоком было вынесено около 1,5 млн. тонн породы Погибло более 400 человек

В Украине селевые потоки возникают в Крыму и Карпатах В горных районах Крыма в основном образуются турбулентные селевые потоки,

Для обеспечения безопасности жизнедеятельности во время этих явлений проводятся профилактические противоселевые мероприятия: строятся селе-задерживающие и селенаправляющие гидротехнические сооружения, осуществляется спуск талой воды и, посадка деревьев, закрепляется растительный слой на горных склонах, регулируется леса В селеопасных районах создаются автоматические системы оповещения о селевойугрозе.

Заболачивание почв наблюдается в сильно переувлажненных районах, например, в Нечерноземной зоне России, на Западно-Сибирской низменности, в зонах вечной мерзлоты. Оно сопровождается деградационными процессами в биоценозах, накоплением на поверхности неразложившихся остатков. Заболачивание ухудшает агрономические свойства почв и снижает производительность лесов.

2. Тектонические колебания, землетрясение, вулканические землетрясения

Поверхность земной коры делится на несколько огромных частей, которые называются тектоническими плитами. Их несколько: североамериканская, евроазиатская, африканская, тихоокеанская, атлантическая, южноамериканская. Тектонические плиты находятся в непрерывном движении, скорость которого составляет не более нескольких сантиметров в год. Согласно теории тектонических плит, землетрясения являются результатом столкновения этих плит и сопровождаются изменениями поверхности Земли в виде складок, трещин и т.п., которые могут быть очень длинными (до нескольких тысяч километров).

Районы, расположенные вблизи границ тектонических плит, в наибольшей степени подвержены землетрясениям. Это прежде всего Калифорния, Япония, Греция, Турция. К счастью для человечества, основная часть линий раскола земной коры проходит по морям и океанам. Гигантские плиты, можно сказать, трутся друг о друга на дне океана, н потому львиная доля землетрясений на Земле (90%), даже сильных, проходит незамеченной для человека.

Характеристика землетрясений

Очагом поражения при землетрясении называется территория, в пределах которой произошли массовые разрушения и повреждения зданий, сопровождающиеся поражениями и гибелью людей, животных, растений.

Все землетрясения принято характеризовать тремя параметрами:

· глубиной очага;

· магнитудой (характеризует общую энергию землетрясения);

· интенсивностью энергии на поверхности земли.

Рассмотрим более подробно параметры землетрясения.

Глубина очага

В зависимости от глубины очага - землетрясения делятся на нормальные (глубина очага 0 70 км), промежуточные (70-300 км) „ глубокофокусные (300-700 км).4.2.2.

Магнитуда

Одной из главных характеристик землетрясения является его энергия. Энергия сейсмических волн (или магнитуда) может составлять от нескольких мегаватт в час до сотен тысяч миллионов киловатт в час (или 10²⁰ кВт/ч). Для удобства обозначения энергии землетрясений пользуются логарифмом, например: Ig 10 =1; Ig 10² = 2; Ig 10³ = 3; Ig 10⁴ = 4 и т.д.

Американский ученый Ч. Рихтер в 1935 г. предложил для характеристики энергии землетрясения в качестве эталона принять такую энергию, при которой на расстоянии 100 км от эпицентра стрелка сейсмографа отклоняется на 1 мкм. Таким образом, энергия землетрясения определяется как десятичный логарифм отношения амплитуды сейсмических волн, измеренных на каком-либо расстоянии от эпицентра, к эталону.

Изменение этого соотношения на 10 единиц соответствует изменению значения по шкале на 1 балл (увеличение ее на 1 означает десятикратное возрастание амплитуды колебаний в почве и увеличение энергии землетрясения в 30 раз). Например, амплитуда землетрясения составляет 300 000, эталон равен 10. Энергия но шкале Рихтера (шкала Рихтера от 0 до 9) составит (300 000/10) = Ig 30 000 = 4,48. Наблюдения, проведенные в период с 1900 по 1950 г. показали, что наивысший балл по этой шкале был зарегистрирован в Колумбии в 1906 г. - 8,6 балла.

Интенсивность энергии на поверхности

В ряде европейских государств наряду со шкалой Рихтера используется двенадцатибалльная шкала МСК (названная так по первым буквам фамилий ее авторов: Медведев, Спонхевер, Карлик), которая характеризует силу землетрясений в соответствии с его последствиями. Эта шкала используется с 1964 г.

Соотношения между шкалой МСК и шкалой Рихтера приведены в табл.2.

Таблица 2 Соотношение между шкалой МСК и шкалой Рихтера

Шкала МСК	Шкала Рихтера
1 Почти неощутимые толчки
II	Толчки ощущают лишь немногие, особенно на верхних этажах зданий 2
III	Толчки ощущают немногие, дребезжит стекло, раскачиваются висящие предметы 2.5-3
IV	Толчки ощущают все, кто находится внутри здания, трескаются потолки, звенит посуда 3.5
V	Толчки ощущают все, спящие люди просыпаются, в помещении раскачиваются висящие предметы 4-4.5
VI	Просыпаются спящие, люди покидают дома, останавливаются настенные часы с маятником, сильно раскачиваются деревья 5
VII	Трескаются стены домов, осыпается штукатурка 5.5-6
VIII	Образуются обширные и глубокие трещины в стенах, рушатся печные трубы 6-6.5
IX	В стенах возникают бреши, рушатся перегородки

В США используется модифицированная шкала Меркали, которая в целом сходна со шкалой МСК.

Двенадцатибальная шкала имеет ряд преимуществ перед шкалой Рихтера, которая характеризует лишь энергию землетрясения, но не учитывает его особенностей. Например, если эпицентр землетрясения расположен глубоко под землей, то при его большой энергии разрушения даже вблизи эпицентра могут быть незначительными, и наоборот, если эпицентр расположен близко к поверхности, то при средней энергии землетрясение может быть разрушительным.

Наряду с тектоническими процессами землетрясения могут возникать и по другим причинам. одной из таких причин является деятельность вулканов. Лава и раскаленные газы, бурлящие в недрах вулканов, давят на верхние слои Земли, Извержение лавы из кратера сопровождается выделением энергии и порождает вулканическое землетрясение.

Размещено на Allbest.ru