- •Т.Я. Емельянова инженерная геодинамика
- •Предисловие
- •Инженерная геодинамика, ее содержание, задачи и методы
- •И нженерная геология
- •2. Общая характеристика современных геологических процессов и явлений как проявления динамики геологической среды
- •2.1. Определение геологических процессов и явлений как объекта инженерной геодинамики
- •Факторы, определяющие развитие экзогенных геологических процессов (эгп)
- •2.2. Инженерно-геологические классификации геологических процессов и явлений
- •Классификация геологических процессов и явлений Саваренского ф.П. [24]
- •Группы геологических процессов и виды явлений [14]
- •Классификационные критерии общей схемы классификации геологических и инженерно-геологических процессов и явлений и пример характеристики процессов [3]
- •Общая инженерно-геологическая классификация процессов и явлений
- •2.3. Количественная оценка развития современных геологических процессов и явлений
- •Количественные показатели развития геологических процессов
- •Категории территорий по пораженности экзогенными геологическими процессами
- •Категории опасности природных процессов (фрагмент)
- •2.4. Содержание инженерно-геологической оценки геологических и инженерно-геологических процессов и явлений
- •3. Инженерно-геологические условия как условия и факторы развития современных геологических процессов
- •3.1. Определение понятия инженерно-геологические условия
- •3.2. Горные породы и их роль в развитии геологических процессов
- •Продолжение табл. 9
- •Влияние поверхности трещин на сопротивление сдвигу (по с.Е. Могилевской)
- •3.3. Тектоника и неотектоника
- •3.4. Геоморфологические условия
- •3.5. Подземные воды и современные геологические процессы и явления
- •4. Современные методы прогнозирования геологических процессов и явлений с целью рационального использования и охраны геологической среды
- •Признаки прогнозирования геологических процессов
- •5. Инженерно-геологическая характеристика оползней
- •5.1 Общая характеристика оползней
- •5.2. Причины нарушения устойчивости пород на склонах и образования оползней
- •5.3. Факторы развития оползней
- •5.4. Динамика и механизм оползневого процесса
- •Постоев г.П. [19] выделяет четыре типа механизма формирования оползней:
- •5.5. Инженерно-геологические классификации оползней
- •Сопоставление существующих классификаций оползней по типам их механизма [19, 27]
- •Классификация оползневых явлений на склонах и откосах (по и.П. Иванову [7])
- •5.6. Прогноз устойчивости склонов и развития оползней
- •5.7. Основные задачи и содержание инженерно-геологического изучения оползней
- •5.8. Противооползневые мероприятия
- •Комплекс противооползневых мероприятий
- •6. Заболачивание и болота
- •6.1. Определение понятий
- •6.2. Закономерности заболачивания суши и образования болот
- •6.3. Условия и факторы развития болот
- •6.4. Инженерно-геологические классификации болот
- •Характеристика болотных отложений
- •Рациональное хозяйственное использование болот и заболоченных территорий
- •Инженерно-геологическая классификация торфов (на примере территории центральной части Западной Сибири) [26]
- •7. Опасность, риск и ущерб от природных и техногенных (антропогенных) геологических процессов
- •7.1. Понятие об опасности, риске и ущербе
- •Энергетические классы оползней по объему смещающихся масс
- •Энергетические классы селевых потоков по порядку водотоков
- •Динамические критерии оценки опасности эгп
- •7.2. Методы оценки и прогнозирования опасности и риска экзогенных геологических процессов
- •Критерии зависимости от вида объектов, подверженных воздействию оползней
- •Значения коэффициента разрушаемости
- •8. Геологические процессы и явления западной сибири
- •8.1. Геологические процессы и явления, обусловленные деятельностью поверхностных вод
- •8.2. Геологические процессы и явления, обусловленные деятельностью подземных вод
- •8.3. Геологические процессы и явления, обусловленные деятельностью поверхностных и подземных вод
- •8.4. Геологические процессы и явления, обусловленные действием гравитационных сил на склонах
- •8.5. Геологические процессы и явления, обусловленные деятельностью ветра (эоловые процессы)
- •8.6. Районирование территории Западной Сибири по развитию комплексов современных геологических процессов и явлений
- •Заключение
- •Список литературы
- •Содержание
- •Инженерная геодинамика
- •Научный редактор
7.2. Методы оценки и прогнозирования опасности и риска экзогенных геологических процессов
Методы оценки и прогнозирования опасности, ущерба и риска ЭГП объединяются в четыре группы: [17]
эмпирические;
математические;
физическое моделирование;
геоэкологические.
Эмпирические методы включают: сравнительно-геологические методы или методы аналогий, факторный анализ и эмпирические классификации.
Сравнительно-геологические и методы аналогий охарактеризо-ваны в гл.4 настоящего пособия.
Факторный анализ предусматривает определение для каждого процесса ведущих факторов, по которым и прогнозируется его дальнейшее развитие.
Факторный анализ может быть однофакторным и много-факторным.
Однофакторный анализ прогнозирует развитие процесса и его характеристики на основе учета и анализа какого-то одного фактора развития процесса. Например, прогнозируется развитие эрозии в связи с направлением и амплитудой неотектонических движений. Но на развитие опасных ЭГП влияет множество взаимосвязанных факторов, причем по мере развития процесса изменяющих степень своего влияния. В связи с этим, лучшие результаты дает многофакторный анализ, учитывающий большой набор факторов развития опасных процессов.
Разработаны многочисленные методы многофакторного анализа для прогноза опасности процессов через балльную оценку группы факторов их развития. Каждый фактор развития опасных процессов оценивается каким-то значением балла, затем баллы суммируются. С учетом суммарной балльной оценки факторов развития процессов для изучаемых территорий выполняется районирование по степени интенсивности развития процессов. Этот метод использован в практике исследований для оценки опасности и рисков для разных территорий для карста, оползней, селей [17].
В настоящее время многофакторный анализ выполняется по методике автоматизированного анализа на базе ГИС.
Метод эмпирических классификаций заключается в балльной оценке каких-либо параметров (чаще геологических), влияющих на устойчивость массивов горных пород к развитию процессов и отнесению данных массивов к какому-либо классу.
Определенное количество таких классификаций имеется [17].
Суть методов математических и физического моделирования и их виды характеризуются в гл. 4 настоящего пособия.
В качестве примера прогнозирования опасности геологических процессов методом логико-вероятностной модели можно отметить прогноз оползневой опасности для территории г.Томска, составлен-ный Ольховатенко В.Е. и др. (1997).
Геоэкономические методы оценки риска включают геологическую оценку, которая отражает вероятность проявления экзогенных процессов с определенными параметрами и сочетанием негативных последствий и экономическую оценку, представляющую определение стоимости ожидаемого ущерба. Геологическое и экономическое прогнозирование риска дополняют друг друга. Главным вопросом в геоэкономических оценках риска является определение ущерба – т.е. стоимостная или балльная оценка негативных последствий от экзогенных геологических процессов. По степени предотвращения выделяется предотвращенный и непредотвращенный ущербы, а по прогнозированию – предвиденный и непредвиденный ущербы. Общий ущерб слагается из следующего: ущерб населению, производственной сфере, жилищно-коммунальному хозяйству, рекреационным ресурсам, геологической среде, воздушному бассейну, водным и сырьевым ресурсам. При этом, по мнению Коффа Г.Л., надо учитывать не только денежную стоимость прямого ущерба, но и добавить условную количественную оценку социальных и экологических потерь.
Одним из критериев экономической оценки риска является коэффициент риска, представляющий отношение денежной оценки непредотвращенного ущерба к предотвращенному. Коэффициент риска характеризует степень устойчивости природно-технических систем (ПТС) и может быть фактическим и прогнозным.
При коэффициенте риска, равном 0, ПТС является устойчивой.
С помощью разных геоэкономических показателей в настоящее время выполняется районирование ПТС разных территорий по ущербу или по степени риска от воздействия опасных процессов.
Примером районирования на основе определения суммарного ущерба от опасных процессов служит карта оценочно-экономико-геологического районирования территории г. Москвы (Кофф, 1990).
Территория разделена на районы трех категорий по суммарному ущербу:
меньше 500 тыс.р./год/км2;
500 – 1000 тыс.р./год/км2;
больше 1 млн р./год/км2.
В качестве критерия геоэкономического районирования рекомендуется также использовать коэффициент риска.
Можно отметить в качестве примера экономического прогно-зирования риска для оползнеопасных процессов разработки Тихвинского И.О. (1995). Автор предлагает экономическую оценку риска выполнять совместно с оценкой социального риска.
Возникновение социального риска (вероятности гибели людей) определяется преимущественно величиной скорости оползней. На участках автомобильных и железных дорог к человеческим жертвам приводит ударное воздействие быстро оползающих масс (со скоростью более 1 м/с). В отношении жилых массивов и промышленных зон пороговое значение опасной скорости оползания, как считает Тихвинский И.О., следует снизить до 1 м/мин, т.к. гибель людей в данных условиях может происходить не только от удара стремительно оползающей массы (или в результате погребения под ней), но и вследствие обрушения зданий и конструкций при менее быстрых смещениях.
В качестве допустимой величины социального риска, кроме общепринятого показателя (средней для всей страны вероятности жертв при авариях и катастрофах), в табл. 19 Тихвинским И.О. предложены другие целесообразные критерии в зависимости от вида объектов, подверженных воздействию оползней.
Таблица 19