Многочисленные человеческие жертвы при землетрясении возникают при разрушении зданий, когда рушатся стены, перекрытия, падают кирпичи, дымовые трубы, карнизы, лепные украшения, балконы, осветительные установки. Опасны летящие с верхних этажей стекла, порванные элетропровода на проезжей части улиц и просто тяжелые предметы в помещениях.
Как правило, землетрясения сопровождаются пожарами, вызванными утечкой газа из поврежденных трубопроводов, замыканием электролиний, авариями на химических и радиационно опасных предприятиях с выходом (выливом) РВ и ХОВ, наводнениями (из-за прорыва плотин). Все это усугубляется отсутствием воды, так как разрываются водопроводные линии. Опасны также и неконтролируемые действия людей, охваченных паникой.
В настоящее время отсутствуют достаточно надежные методы прогнозирования землетрясений и их последствий. Однако по изменению характерных свойств земли, по необычному поведению живых организмов перед землетрясением (их называют предвестниками) зачастую удается составлять прогнозы. Предвестниками землетрясений являются: быстрый рост частоты слабых толчков (форшоков); деформация земной коры, определяемая из космоса или, съемкой поверхности земли с помощью лазерных источников света;5изменение отношения скоростей распространения продольных и поперечных волн накануне землетрясения; изменение электросопротивления горных пород, уровня грунтовых вод в скважинах; содержание радона в воде и др.
Предвестником землетрясения может служить необычное поведение животных накануне землетрясения. Аномалии в поведении животных могут предварять подземные толчки с магнитудой М<4, глубиной очага до 150 км и на расстоянии от эпицентра в несколько сот километров. Грызуны способны за месяц-полтора уловить сигналы приближающегося землетрясения на расстоянии более 100 километров. Они выскакивают на-поверхность, носятся по полям и грызут друг друга. Муравьи покидают свои жилища. Глубоководные рыбы всплывают на поверхность. Кошки покидают селения и переносят котят в открытые места. Птицы в клетках за 10-15 мин. до начала землетрясения начинают летать, перед толчком слышатся необычные крики птиц. Вообще же установлена, около сотни видов животных и растений, которые прогнозируют землетрясения, извержения вулканов. Большинство из них предчувствуют приближение стихии за сутки.» Лучше всего такое «предчувствие» развито у исконных обитателей сейсмически активных районов.
Уменьшить количество травм и число погибших можно, если заранее продумать правила поведения в экстремальной ситуации. Необходимо точно определить последовательность действий с началом землетрясения в самых обычных условиях - дома, на работе, в общественных местах, на улице. Это поможет в дальнейшем действовать спокойно и рационально, не ударяясь в панику.
Дома коридоры, проходы, лестничные клетки необходимо содержать свободными, не загромождая их. Тяжелые шкафы и стеллажи следует надежно прикрепить к стенам. Необходимо знать расположение пожарных и газовых кранов, электрорубильников.
Если землетрясение застало на улице - не стоять вблизи зданий, перейти на открытое место. В многоэтажных зданиях толчки лучше переждать в квартире. Стоять необходимо в дверном проеме или у опорной колонны. В крайнем случае лечь под стеной у плинтуса. При эвакуации из здания ни в коем случае не пользоваться лифтом.
В поврежденных зданиях нельзя пользоваться открытым огнем - от утечки газа может возникнуть пожар или произойти взрыв. Утечку газа проверять только по запаху. После подземного толчка необходимо проверить состояние водопровода, газ, электричество. Необходимо помнить, что в первые часы после землетрясения велика опасность повторных толчков. Колебания почвы могут повторяться в течение 2-3 суток с момента первого сильного толчка. При разборке завалов необходимо соблюдать меры безопасности, так как возможны смещение обломков, осадка масс завала. Даже временное отсутствие санитарно-гигиенических условий может привести к возникновению инфекций и даже эпидемий.
Локальные землетрясения. Многие города стоят на кристаллическом фундаменте, над которым слой осадочных пород имеют толщину 1,5-2 м. В этих кристаллических породах образуются трещины, по-научному - разломы и разрывы. Где-то на глубине трещины раздвигаются, образуя тектонические разрывы. В породах, окружающих места разрыва, резко падают давление и температура. В результате освобождается энергия, несущая разрушения на I поверхности.
Кроме того, в районе землетрясений имеют место гравитационные аномалии, т.е. предметы, находящиеся над разрывами, «теряют в весе». Ученые, пересчитывая показания сейсмогравиметров, определили, что в эпицентрах землетрясений сила тяжести иногда бывает равна нулю или имеет даже некоторое отрицательное значение.
В 1987 г. в Москве на шоссе Энтузиастов эпицентр землетрясения оказался прямо под проезжей частью, по которой двигался поток машин. Некоторые автомобили подбросило до пятого этажа. Разорвало и газопровод, проходящий в этом месте. В 1988 г. там же, на Большой Полянке, был разрушен спортивный комплекс школы № 583. «Как бы взрывом из-под земли», по словам очевидцев. Кирпичами от этого здания буквально обстреляло вход в метро. Некоторые люди получили ранения. Очевидцы уверяли, что «снаряды» летели по навесной траектории, будто выпущенными из миномета. До сих пор такие явления списывали на аварии на взрывы газа.
Ураганы
Ураганы также нередко называют самой мощной силой природы. Вблизи центра наиболее сильных из них, имеющих около 500 км в поперечнике, скорость ветра достигает 320 км/ч. Такие ураганы могут проходить расстояние в тысячи километров. Одна из самых сложных проблем, встающих перед метеорологом, который пытается разрушить тайну урагана, - определить место и время его зарождения. Сезоном ураганов принято считать месяцы с июля по октябрь. Но бывают и исключения из правила. Ураган несет тройную угрозу людям, которые оказываются на его пути. Наиболее разрушительными являются ветер, волны и дождь. Для тех, кто живет на побережье или неподалёку от него, волны, вызываемые ураганами, зачастую представляют большую опасность, чем яростный ветер.
Поистине мч многих ураганов представляют ливни. В Приморье и Хабаровском крае в 1989 г. с 24 июля по 3 августа выпало до 400 мм осадков. Реки остановили свой бег. Они разлились в низинах, поля и пастбища превратились в гигантские пруды, наполненные мутной водой. А с неба лились все новые потоки. Природные запруды и преграды оказались разрушенными, и тотчас в города и другие населенные пункты хлынули миллионы тонн воды. Чудовищный поток смывал участки шоссейных и железных дорог, уносил мосты, срывал с фундаментов дома и тянул вслед за собой. Также разрушительны смерчи («торнадо»), порождаемые вихревыми образованиями в облаках. Смерч как бы «свешивается» с материнского облака в виде гигантской вращающейся воронки. Во внутренней полости смерча давление всегда пониженное, поэтому туда засасываются любые предметы. Московский смерч 1904 г. уничтожил в Лефортово рощу вековых деревьев, в. Сокольниках «прорубил» просеку шириной в 400 шагов. Самые большие разрушения приносят так называемые расплывчатые смерчи, имеющие подчас размеры до 500 км. Их часто принимают за катящиеся по земле тучи. Еще опаснее группы смерчей, способные поднять в воздух целые поселки. Силу ураганов, смерчей, бурь принято оценивать в зависимости от скорости ветра по 17-балльной шкале.
В результате крупных нарушений на дне моря во время подземных землетрясений в море возникают цунами (моретрясения), создавая на водной поверхности волны огромной величины и разрушительной силы.
Лекция 12. Гидрологические и морские опасности
Наводнение - временное затопление суши в результате подъема уровня воды в реках, озерах и морях. Наводнения могут быть вызваны гидродинамическими авариями, обильным выпадением осадков, интенсивным таянием снега, образованием ледяных заторов, нагонным низовым ветром и др. Наводнения могут охватывать обширные площади и наносить огромный ущерб,
Непосредственный материальный ущерб от наводнений заключается в разрушении жилых и производственных зданий, автомобильных и железных дорог, линий электропередач и связи, мелиоративных систем, гибели скота и урожая с/х культур, порче и уничтожении сырья, топлива, продуктов питания, кормов, удобрений и т.д. Наводнения могут сопровождаться пожарами вследствие обрыва и короткого замыкания электрокабелей и проводов, а также разрывами водопроводных и канализационных труб, электрических, телевизионных и других подземных кабелей из-за последующей неравномерной осадки грунта.
Сохранившиеся затопленными здания теряют капитальность. Деревянные здания повреждаются гнилью. Отваливается штукатурка с выпадением кирпичей. Металлические конструкции и арматура железобетона подвергается коррозии. Возникает опасность заражения, загрязнения территорий, вспышек эпизоотии, что приводит к вспышкам заразных болезней среди населения.
Величина ущерба, наносимого наводнениями, зависит от высоты и объема подъема уровня воды, площади затоплений, своевременности их прогноза, наличия и состояния защитных гидротехнических сооружений, от степени заселенности и с/х освоенности речных долин и пойм.
Наиболее тяжелыми последствиями сопровождаются гидродинамические аварии - чрезвычайные события, связанные с разрушением гидротехнического сооружения (плотины, шлюза) и неуправляемым перемещением больших масс воды, что вызывает повреждение объектов и затопление обширных территорий. Основными поражающими факторами в этом случае являются разрушительная волна прорыва, водный поток и воды, затопившие территорию суши, объекты. Опасность усугубляется тем, что эти аварии происходят неожиданно, вода с большой силой и скоростью устремляется вниз по течению, все сметая на пути.
Примером возможных последствий наводнения при прорыве плотин может служить исследование плотины Цимлянского водохранилища. При разрушении плотины зона катастрофического затопления (зона, в пределах которой имеют место массовые потери людей, разрушение зданий и сооружений, повреждение или уничтожение материальных ценностей) достигает общей длины 312 км, а площадь ее - 500 тыс. км2. В эту зону попадает 158 населенных пунктов. Потребуется эвакуация 280 тыс. человек, десятки тыс. голов крупного рогатого скота и 37,6 тыс. свиней. На берег Дона в районе Ростова волна высотой 8 м придет через 8-10 часов после прорыва плотины.
Волна прорыва может вызвать также обрушения высоких берегов на Нижнем Дону или, напротив, формирование застойных зон в мелководных отчленениях долинах реки. В море будет выноситься большое количество материала, в том числе токсичного из разрушенных складов и производств. Волна прорыва скажется на функционировании Волго-Донского канала, который подпитывается водой из Цимлянского водохранилища.
При собственной емкости водохранилища 11,5 км3 в половодье при величине притока в 5500 м3 объем его достигает 16 км3. Регулирование притока и сброса воды из водохранилища в Ростовской области невозможно ввиду отсутствия на ее территории водохранилищ. Все они оказались сегодня за границей области. Очень сложно также строительство защитных дамб и отводных каналов. Эти сложности вызывают необходимость аварийного сброса воды из водохранилища. А уже при сбросе воды со скоростью 2500 м3/с происходит затопление поймы в 11 районах области. Общая площадь затопления достигает 111 тыс. га, в том числе 18 тыс. га пахотных земель. При сбросе воды со скоростью 5690 м3/с окажется залитой набережная в Ростове. Подобное явление имело место в 1963 г.
Спуск воды из водохранилища приведет к образованию мелководных застойных зон, которые опасны как источники неблагоприятных бактериологических ситуаций. Для верхних бьефов гидроузлов характерны косвенные потери, связанные с нарушением водо- и электроснабжения, водных путей, поступлением в нижний бьеф загрязненных вод.
Для городов при наводнении характерным является утрата прочности сооружений в результате подмыва, разрывы канализационных и водопроводных труб, газовых, электрических и других магистралей. Это объясняется неравномерной просадкой грунта.
Сильные и продолжительные ветры над акваторией моря создают однородный воздушный поток, вызывающий наклон уровенной поверхности - источник возникновения сгонно-нагонных колебаний уровня воды. При значительных понижениях уровня моря - сгонах, происходит временное обмеление рек, нарушающее условия судоходства и рыболовства. Более серьезные последствия вызывают противоположные явления - нагоны. Нагоны возникают, как правило, на пологих участках побережья при глубине моря менее 20 м. Ветер запирает течение реки в устье при впадении в море, и вода разливается, затапливая огромные прибрежные территории. Так, катастрофический нагон воды в Азовском море в ночь на 01.03.1914 затопил все побережье от Темрюка до устья Дона. Образовавшиеся волны разбивали суда и выбрасывали их на берег. Вода размыла железнодорожное полотно, разрушила 380 строений. Имелись многочисленные человеческие жертвы. Из районов, которым угрожала опасность, население эвакуировалось. Наводнения бывают кратковременные (до двух недель); длительные. Примером длительного наводнения является поднимающийся вот уже 15 лет уровень Каспия. Затопление побережья стало социально-экономической катастрофой для местного населения. Скорость подъема составляет 14-20 см в год. С 1978 г. уровень Каспия поднялся на 2,6 м, а в 1995 г. - на 2,5 м. Уж погибло 300 тыс. га плодородной земли, 30 населенных пунктов, 15 нефтескважин ушли под воду, выведены из строя линии электропередач, железные дороги. Еще 40-50 см подъема, и катастрофа коснется Астрахани. Погибнет еще 0,5 млн. га плодородной земли. Сегодня «лишнюю воду» Волга в своей дельте принять не может! Вода потечет не по руслу реки, а выйдет из берегов и разольется по окрестностям. Ежегодный ущерб от наступления Каспия исчисляется в 10-13 млрд руб.