67. Защита от стихийных явлений.

Техносфера во многом создана человеком для защиты от естественных стихийных опасностей. Однако это не означает, что последние не оказывают негативного влияния на современ­ную техносферу и человека, обитающего в ней.

В условиях современной техносферы возможно негатив­ное воздействие таких стихийных явлений, как землетрясе­ния, наводнения, штормовые ветры и снежные метели, заносы, оползни, провальные и просадочные процессы, грозы и т.п.

Землетрясения. Наибольшее воздействие землетрясе­ния оказывают на здания и сооружения, которые подразде­ляются на три типа:

А — здания из рваного камня, сельские постройки, дома из кирпича-сырца, глинобитные дома;

Б — кирпичные дома, здания крупноблочного типа, зда­ния из естественного тесаного камня;

В — здания панельного типа, каркасные железобетонные здания, деревянные дома хорошей постройки.

При этом регламентируют пять степеней повреждения зданий и сооружений:

легкие повреждения — тонкие повреждения в штука­турке и откалывание небольших ее кусков;

умеренные повреждения — небольшие трещины в сте­нах, откалывание довольно больших кусков штукатурки, падение кровельных черепиц, трещины в дымовых трубах и падение частей дымовых труб;

тяжелые повреждения — глубокие и сквозные трещины в стенах, падение дымовых труб;

разрушения — обрушения внутренних стен и стен заполнения каркаса, проломы в стенах, обрушение частей зданий, разрушение связей между отдельными частями зда­ний;

обвалы — полное разрушение зданий.

Смертельные потери работающих и населения во многом зависят от типа зданий и интенсивности землетрясения. Так, людские потери в кирпичных многоэтажных зданиях при зем­летрясении интенсивностью от 8 до 12 баллов могут состав­лять соответственно от 3 до 80 человек.

Активная сейсмозащита заключается в использовании спе­циальных устройств, направленных в основном на снижение амплитуд колебаний при землетрясении.

Наводнения. Среди источников ЧС природного проис­хождения наводнения по повторяемости, масштабам воз­действия и материальному ущербу стоят в России да первом месте. Причины возникновения наводнений многообразны. К ним относят:

половодья (обычно весенние) из-за таяния снега и поло­водья при интенсивных дождях в бассейнах равнинных рек;

наводнения из-за заторов (весной) и зажоров (осенью), возникающие из-за скопления на реках шуги и льда;

наводнения, вызванные подъемом закрытых морей (Кас­пийское море);

нагонные наводнения (р. Нева);

наводнения, вызванные подводными землетрясениями;

наводнения из-за прорыва плотины.

Наводнения наносят непоправимый ущерб экономике

затапливаемой территории.

При наводнениях происходит достаточно быстрый подъем воды и затопление прилегающей местности. Часто при этом возникают подтопления, когда вода проникает в подвалы зда­ ний через канализационную сеть (при сообщении канализа­ции с рекой), по разного рода канавам и траншеям, а также из-за значительного подпора грунтовых вод.

При наводнениях нарушаются пути сообщения, выходят из строя телефонная связь, электроснабжение и т.п. В даль­нейшем происходит размыв оснований зданий и сооруже­ний и непрерывное углубление промоин. От размывающего действия текущей воды может происходить разрушение мос­товых на улицах городов, а также кирпичных зданий в тече­ние 5—10 сут. Более устойчивы в этом отношении блочные бетонные здания с фундаментом из бетонных и железобе­тонных блоков и плит. Такие здания с заполненными водой подвалами длительно сохраняют общую устойчивость. Вто­ричными последствиями наводнений являются загрязнения воды и местности веществами из разрушенных и затопленных хранилищ, промышленных и сельскохозяйственных пред­приятий, массовые заболевания людей и животных, аварии на транспортных и инженерных коммуникациях, оползни, обвалы и даже изменения ландшафта.

Рассмотрим предупредительные меры при наводне­ниях. Поскольку предотвратить наводнения кроме тех, кото­рые вызываются гидродинамическими авариями, нельзя, то с целью уменьшения масштабов наводнений, снижения потерь и ущерба от них на территориях, подвергающихся относительно частому затоплению, заблаговременно прово­дят комплекс специальных мероприятий. Эти предупреди­тельные меры можно разделить на три группы.

К первой группе относятся работы прогнозно-аналитиче­ского характера. Гидрологический прогноз представляет собой научно-обоснованное предсказание хода развития, характера и масштабов наводнения.

В результате анализа и оценки обстановки должны быть получены исходные данные для планирования и принятия решений по предупредительным мерам, а также по подго­товке и проведению аварийно-спасательных и других неот­ложных работ во время наводнения.

Вторая группа — это меры организационно-оперативного характера. К ним относятся: принятые органами местной исполнительной власти, органами по делам ГО и ЧС и долж­ностными лицами предприятий решений, направленных на проведение предупредительных мероприятий и подготовку к борьбе с наводнением; планирование конкретных предупре­ предупре­дительных инженерно-технических работ, мер защиты и др.

Третья группа — это инженерно-технические мероприя­тия. Они базируются на типовых способах снижения отрица­тельных последствий наводнений. К ним могут быть отнесены такие меры, как уменьшение максимального расхода воды в реке путем перераспределения стока во времени, сооруже­ние ограждающих дамб (валов), спрямление русла рек, под­сыпка территорий, берегоукрепительные и дноуглубительные работы, регулирование стока воды с помощью водохрани­лищ, применение комбинированного способа профилактики наводнений.

Снизить потери и ущерб от наводнений позволяют и ряд других предупредительных мероприятий. Они достаточно раз­нообразны. Это посадка лесозащитных полос в бассейнах рек, распашка земли поперек склонов, сохранение прибрежных водоохранных полос древесной и кустарниковой раститель­ности, устройство террас на склонах, строительство прудов и других искусственных водоемов в логах, балках и оврагах для перехвата талых и дождевых вод.

Штормовые ветры, снежные метели и заносы. Специа­листы циклоном называют замкнутую область атмосферного возмущения с пониженным давлением в центре и вихревым движением воздуха. Разрушительное действие циклонов опре­деляется дождевыми осадками (снегом) и скоростным напором ветра. Согласно строительным нормам максимальное норма­тивное значение ветрового давления для территории России составляет 0,85 кПа, что при нормальной плотности воздуха 1,22 кг/м³ соответствует скорости ветра 37,3 м/с. Однако, как показывает практика, далеко не все сооружения выдерживают ветер даже меньшей силы. Велика также разрушительная сила ударов от предметов, уносимых сильными ветрами.

Зимой при прохождении циклонов возникают метели. В соответствии с силой ветра метели делят на пять категорий: слабые, обычные, сильные, очень сильные и сверхсильные. В зависимости от того, как снег переносится ветром, разли­чают несколько видов метелей: верховая, низовая и общая.

Верховая метель — это снегопад при ветре, когда падаю­щие снежинки движутся вместе с потоком воздуха, не касаясь земной поверхности. В чистом виде такая метель наблюда­ется редко. Обычно это бывает, когда снег выпадает над боль­шими лесными массивами, кустарником, незамерзающим водоемом или когда идет мокрый снег, отложения которого ветер разрушить не в силах.

Низовая метель — метель без снегопада. Ее сущность заключается в следующем. Сильный ветер разрушает снеж­ную поверхность и вовлекает в движение ранее отложенный снег. Когда снег переносится до высоты 10—20 см, возникает поземка. Если снегом насыщается 1,5—2-метровый призем­ный слой воздуха — это низовая метель. В таких условиях очень трудно двигаться на автомобилях и других транспорт­ных средствах. Из кабины видны лишь снежные вихри, закры­вающие от глаз земную поверхность и горизонт, и человек может потерять ориентировку.

В средних широтах чаще всего бывают общие метели, когда ветром одновременно переносится снег, выпадающий из обла­ков и поднимаемый с поверхности. В такую метель снег отла­гается повсюду довольно ровным слоем, за исключением низин и различных преград. В такую метель появляются суг­робы и снежные заносы на дорогах, вследствие чего временно парализуется работа железнодорожного и автомобильного транспорта, нарушается нормальная жизнь селений и даже городов. Обитатели первых этажей зданий иногда не в состоя­нии выйти из своих квартир и нуждаются в помощи извне. Для людей большую опасность представляют сильные метели в тот момент, когда они находятся вне населен­ных пунктов на открытой местности. Поэтому очень важно для ориентировки людей, внезапно застигнутых метелями, на дорогах вывешивать указатели. В тех районах, где во время интенсивных метелей люди совершенно могут терять ориен­тировку, вдоль дорог и троп необходимо протягивать канаты или веревки, держась за которые они могли бы найти свои жилища или попасть в другие здания. Для защиты дорог от снежных заносов устраиваются заграждения в виде зем­ляных валов, зеленых насаждений, заборов из щитов и т.п. На горных дорогах, в местах особенно подверженных снеж­ным заносам, делаются галереи.

Оползни. Это смещение на более низкий уровень масс горных пород по склону под воздействием собственного веса и дополнительной нагрузки. Главными причинами возникно­вения оползней являются подмыв склона, его переувлажнение, сейсмические толчки и хозяйственная деятельность человека.

В результате одного или нескольких из указанных факто­ров нарушается равновесие склона, и он приходит в скользя­щее движение, которое продолжается до достижения склоном нового равновесного состояния. При этом перемещаются зна­чительные массы пород, что может приводить к катастрофи­ческим последствиям и приобретать характер стихийного бедствия. Оползни могут разрушать отдельные объекты и под­вергать опасности целые населенные пункты, выводить из обо­рота сельскохозяйственные угодья, создавать опасность при эксплуатации карьеров, повреждать транспортные коммуни­кации, трубопроводы, энергетические сети и угрожать плоти­нам. Оползни образуются как на естественных склонах, так и в искусственных земляных сооружениях с крутыми откосами.

Большую часть потенциальных оползней можно предотвра­тить, если своевременно и качественно осуществить комплекс мероприятий, направленных на контроль, прогнозирование и предотвращение возникновения оползневых процессов. Среди них важное значение имеют контроль и прогнозиро­вание оползнеопасных участков, а также выполнение проти­вооползневых инженерно-технических мероприятий.

Контроль за состоянием склонов и соблюдением охранно охранно­противооползневого режима осуществляется специалистами противооползневых станций. Основной целью контроля является выработка комплекса противооползневых мероприя­тий с учетом гидрогеологических условий и характеристик оползневых участков. В качестве исходных данных для кон­троля может использоваться следующая информация: места прошлых оползней и ближайшие районы возможного нового оползания; возвышенности и косогоры, где не наблюдались, но где имеется вероятность возникновения оползней; затоп­ляемые участки и распределение подземных вод; места распо­ложения стоков, дренажированных участков и выполненных других противооползневых инженерно-технических меро­приятий; гидрогеологические условия района.

Борьба с оползнями основана на обеспечении устойчи­вости склона.

Общими защитными мероприятиями для оползней всех типов являются следующие:

отвод поверхностных и атмосферных вод, притекаю­щих к оползневому участку со стороны путем устройства нагорных канав;

разгрузка оползнеопасных склонов и откосов; посадка древесной и кустарниковой растительности

комплексе с посевом многолетних трав на поверхности оползневых склонов;

спрямление русел рек и периодически действующих водостоков, подмывавших основание оползневых склонов;

берегоукрепление в основании подмываемых оползне­вых склонов путем устройства бун, донных волноломов, струе­направляющих устройств и защитных лесонасаждений;

отсыпка и намыв земляных, гравийных и каменных контрбанкетов у основания оползневых склонов;

перераспределение земляных масс на оползневых скло­нах путем планировки и террасирования склонов;

устройство подпорных стенок, возведение контрфор­сов, контрбанкетов и свайных рядов;

дренажирование склонов.

Подпорные стенки рекомендуется устраивать при сравни­тельно небольших оползнях на склонах при нарушении их устойчивости вследствие подрезки, подмывки или пригрузки. Чаще всего они сооружаются для того, чтобы предотвратить дальнейший оползневый процесс у территорий промыш­ленных предприятий, коммунальных сооружений, автомо­бильных и железных дорог. Подпорные стенки устраиваются из сборного железобетона или из хорошо обожженного кир­пича, или из камня. При расчете подпорных стенок необхо­димо определить оползневое давление на стенку и временную нагрузку на откос и непосредственно на стенку. Для повы­шения устойчивости подпорных стенок обычно устраивают застойный дренаж.

Контрфорсы — это подпорные сооружения, удерживаю­щие грунт склонов и откосов от смещения. Обычно они возво­дятся из камня на цементном растворе, бетона или бутобетона. По своей конструкции они могут бьггь дренажными или без дренажа и обязательно должны врезаться подошвой в устой­чивые слои грунта.

Просадки и провалы. Помимо рассмотренных карстовых явлений, на ряде территорий России и даже в некоторых горо­дах наблюдаются просадки, а иногда провалы грунта.

Просадки представляют собой незначительные верти­кальные смещения поверхности территории, возникающие в результате уплотнения грунта. При провалах вертикаль­ные смещения грунта достигают нескольких десятков мет­ров (до 50 м и более). Явление просадочности может быть вызвано двумя факторами: во-первых, хозяйственной дея­тельности человека; во-вторых, свойствами некоторых горных пород. Провалы же обычно возникают вследствие образо­вавшихся в земных недрах пустот, нарушивших равновесие окружающих пород (подземные выработки полезных иско­паемых). Просадки и провалы в районах горных подземных выработок имеют место в Свердловской области, Кузбассе и некоторых других районах России.

Для обеспечения безопасности городских зданий и соору­жений на территории с подземными выработками необходимо иметь о них исчерпывающие данные. В качестве мер защиты зданий и сооружений от просадок при осуществлении гор­ных выработок применяют оставление «целиков» (нетронутых участков пласта) в качестве поддержания кровли и усиленные крепления выработки. Не эксплуатируемые и не используе­мые выработки в опасных местах могут быть заделаны сухой кладкой и бетоном. Другое направление мер защиты — это инженерная подготовка территорий над горными выработ­ками. Она включает вертикальную планировку территории с засыпкой просадок и провалов до первоначальной отметки, а также устройство дренажа в засыпаемых просадках и орга­низацию стока атмосферных вод на участках с просадками.

Грозы. Они являются довольно распространенным и опас­ным атмосферным явлением. На всей Земле ежегодно про­ходит порядка 16 млн гроз и каждую секунду сверкает около 100 молний. Разряд молнии чрезвычайно опасен. Он может вызвать разрушения, пожары и гибель людей.

Установлено, что средняя продолжительность одного цюзового цикла составляет примерно 30 мин, а электрический заряд каж­дой вспышки молнии соответствует 20—30 Кл (иногда до 80 Кл). На равнинной местности грозовой процесс включает образова­ние молний, направленных от облаков к Земле. Заряд движется вниз ступеньками длиной по 50—100 м, пока не достигнет зем­ной поверхности. Когда до нее остается примерно 100 м, мол­ния «нацеливается» на какой-либо возвышающийся предмет.

Своеобразным электрическим явлением является шаро­вая молния. Она имеет форму светящегося шара диаметром 20—30 см, движущегося по неправильной траектории и исче­зающего беззвучно или со взрывом. Шаровая молния суще­ствует несколько секунд, но может вызвать разрушения и человеческие жертвы. Например, в Подмосковье ежегодно из-за грозовых разрядов в летний период происходит около 50 пожаров.

Существует два вида воздействия молнии на объекты: прямой удар молнии и вторичные проявления молнии. Пря­мой удар сопровождается выделением большого количества теплоты и вызывает разрушение объектов и воспламенение паров ЛВЖ, различных сгораемых материалов, а также сго­раемых конструкций зданий и сооружений.

Под вторичными проявлениями молнии подразумеваются явления, которые сопровождаются возникновением разно­сти потенциалов на металлических конструкциях, трубах и проводах внутри зданий, не подвергшихся прямому удару молний. Высокие потенциалы, наведенные молнией, соз­дают опасность искрения между конструкциями и оборудо­ванием. При наличии взрывоопасной концентрации паров, газов или пыли из возгораемых веществ это приводит к вос­пламенению или взрыву.

Общеизвестно, что защита от прямых ударов молнии осу­ществляется молниеотводами, а от вторичного проявления молнии — путем заземления всех металлических конструк­ций, находящихся внутри зданий и сооружений.