Обвальные землетрясения

Землетрясения также могут быть вызваны обвалами и большими оползнями. Такие землетрясения называются обвальными, они имеют локальный характер и небольшую силу.

Землетрясения искусственного характера

Землетрясение может быть вызвано и искусственно: например, взрывом большого количества взрывчатых веществ или же при подземном ядерном взрыве(тектоническое оружие). Такие землетрясения зависят от количества взорванного вещества. К примеру, при испытании КНДР ядерной бомбы в 2006 году произошло землетрясение умеренной силы, которое было зафиксировано во многих странах.

Катастрофические землетрясения

Из огромного числа происходящих ежегодно землетрясений, только одно имеет магнитуду равную или более 8, десять -- 7-7,9, сто -- 6-6,9. Всякое землетрясение с магнитудой св. 7 может стать крупной катастрофой. Однако оно может остаться и незамеченным, если произойдет в пустынном районе. Так, грандиозная природная катастрофа -- Гоби-Алтайское землетрясение (1957; магнитуда 8,5, интенсивность 11-12 баллов) -- остается почти не изученной, хотя из-за огромной силы, малой глубины очага и отсутствия растительного покрова это землетрясение оставило на поверхности полную и многообразную картину (возникли 2 озера, мгновенно образовался огромный надвиг в виде каменной волны высотой до 10 м, максимальное смещение по сбросу достигло 300 м и т. п.). Территория шириной 50-100 км и длиной 500 км (как Дания или Голландия) была полностью разрушена. Если бы это землетрясение произошло в густонаселенном районе, число жертв могло измеряться миллионами. Последствия одного из самых сильных землетрясений (магнитуда могла составлять 9), произошедшего в старейшем районе Европы -- Лиссабоне -- в 1755 и захватившего территорию свыше 2,5 млн. км 2 , были столь грандиозны (погибло 50 тыс. из 230 тыс. горожан, в гавани выросла скала, прибрежное дно стало сушей, изменилось очертание побережья Португалии) и так поразили европейцев, что Вольтер откликнулся на него «Поэмой о гибели Лиссабона» (1756, русский перевод 1763). По-видимому, впечатление от этой катастрофы было столь сильным, что Вольтер в поэме оспаривал учение о предустановленной мировой гармонии. Сильные землетрясения, как бы они ни были редки, никогда не оставляют современников равнодушными. Так, в трагедии У. Шекспира «Ромео и Джульетта» (1595) кормилица вспоминает землетрясение 1580, которое, судя по всему, пережил сам автор.

Эти землетрясения связаны с воздействием человека на природу. Проводя подземные ядерные взрывы, закачивая в недра или извлекая оттуда большое количество воды, нефти или газа, создавая крупные водохранилища, которые своим весом давят на земные недра, человек, сам того не желая, может вызвать подземные удары. Повышение гидростатического давления и наведенная сейсмичность вызываются закачкой флюидов в глубокие горизонты земной коры. Достаточно спорные примеры подобных землетрясений (может быть произошло наложение как тектонических сил, так и антропогенной деятельности) - Газлийское землетрясение, произошедшее на северо-западе Узбекистана в 1976 году и землетрясение в Нефтегорске на Сахалине, в 1995 году. Слабые и даже более сильные "наведенные" землетрясения могут вызывать крупные водохранилища. Накопление огромной массы воды приводит к изменению гидростатического давления в породах, снижению сил трения на контактах земных блоков. Вероятность проявления наведенной сейсмичности возрастает с увеличением высоты плотины. Так, для плотин высотой более 10 метров наведенную сейсмичность вызывали только 0,63 % из них, при строительстве плотин высотой более 90 метров - 10 %, а для плотин высотой более 140 метров - уже 21 %.

Увеличение активности слабых землетрясений наблюдалось в момент заполнения водохранилищ Нурекской, Токтогульской, Червакской гидроэлектростанций. Интересные особенности в изменении сейсмической активности на западе Туркменистана автором наблюдались при перекрытии стока воды из Каспийского моря в залив Кара-Богаз-Гол в марте 1980 года, а затем, при открытии стока воды 24 июня 1992 года. В 1983 году залив перестал существовать как открытый водоем, в 1993 году в него было пропущено 25 кубических километров морской воды. Благодаря высокой и без того сейсмической активности этой территории, быстрое перемещение водных масс "наложилось" на фон землетрясений региона и спровоцировало некоторые его особенности.

Быстрая разгрузка или нагрузка территорий, которые сами по себе отличаются высокой тектонической активностью, связанной с деятельностью человека может совпасть с их естественным сейсмическим режимом, и даже, спровоцировать ощутимое людьми землетрясение. К слову, на примыкающей к заливу территории с большим масштабом работ по добыче нефти и газа, друг за другом возникли два относительно слабых землетрясения - в 1983 года (Кумдагское) и 1984 года (Бурунское) с очень небольшими глубинами очагов.

В Индии, 11 декабря 1967 года в районе плотина Койна, возникло землетрясение с магнитудой 6.4, от которого погибло 177 человек. Оно было вызвано заполнением водохранилища. Рядом расположенному городку Койна-Нагар был причинен большой ущерб. Случаи возникновения сильных наведенных землетрясений с магнитудами около шести известны при строительстве Ассуанской плотины в Египте, плотины Койна в Индии, Кариба в Родезии, Лейк Мид в США.

Обширный комплекс проблем может возникнуть вокруг нефтегазового комплекса и при бурении на шельфе Каспийского моря. Интенсивная разработка месторождений углеводородного сырья, а именно они привлекают основное внимание инвесторов, сопровождается антропогенным воздействием на окружающую среду, которая в Южном Каспии сейсмически не благополучна и без этого. Аварии на продуктопроводе под станцией Аша в Башкирии (Россия), когда сгорели с людьми два пассажирских состава, крупнейшая экологическая катастрофа под Усинском в России, где авария на нефтепроводе привела к нефтяному загрязнению обширной территории, течений и пойм многих рек - свидетели цепи подобных взаимосвязанных событий.

При неблагоприятном сочетании техногенных факторов, и особенностей природного деформационного процесса возрастает вероятность возникновения техногенных землетрясений, а также значительных смещений земной поверхности, способных привести к аварийным катастрофическим ситуациям. Таким как разрывы продуктопроводов, выход из строя эксплуатационных скважин, разрушения жилых и производственных строений, коммуникаций. Колоссальный экологический ущерб от подобных аварий отодвигает на второй план ущерб экономический.

К примерам подобного сочетания неблагоприятных факторов, на которое наложилось антропогенная деятельность человека можно отнести оползень, случившийся в канадском городке Френк. В 1901 году небольшое землетрясение привело к потере прочности склонов горы Тартл. Вибрации горных склонов из-за взрывов, производимых для добычи каменного угля и от движения составов по железной дороге, проложенной у подножья горы постоянно воздействовали на горный массив. От добычи каменного угля в нем образовались большие пустоты - ежесуточно здесь извлекалось до 1100 тонн. Всего было извлечено почти 397 тысяч кубометров породы, а пустоты, образовавшиеся в недрах, составили объем порядка 181 тысячу кубических метров. Землетрясение, антропогенная деятельность и образовавшиеся пустоты в недрах горы ослабили в конце концов устойчивость горных склонов.

29 апреля 1903 года, вершина горы Тартл на высоте 900 метров сдвинулась с места и вниз обрушилась лавина скальных пород объемом почти 30 миллионов кубометров. Скально-земляной вал высотой в 30 метров и шириной фронта в два с половиной километра в считанные секунды преодолел расстояние около четырех километров со скоростью в 160 км/час и похоронил под собой долину реки Кроузнест и шахтерский городок Френк. Погибло 70 жителей, а 16 шахтеров, работавших в шахтах, чудом спаслись, прокопав себе путь в слоях угля.

Хотим мы этого или не хотим, но человек будет продолжать осваивать новые территории, воздвигать новые и более грандиозные сооружения, добывать из-под земли углеводородное сырье и минералы. Риск потерь от сейсмических явлений будет возрастать, соответственно этому должен строиться и подход к мониторингу окружающей среды и прогнозу неблагоприятных ситуаций.

Изучением землетрясений занимается сейсмология. Сейсмические волны, возникающие при землетрясениях, используются также для изучения внутреннего строения Земли, достижения в этой области послужили основой для развития ме-тодов сейсмической разведки.

Наблюдения за землетрясениями ведутся с древнейших времен. Детальные исторические описания, надежно свидетельствующие о землетрясениях с сер. 1 тыс. до н.э., даны японцами. Большое внимание сейсмичности уделяли и античные ученые - Аристотель и др. Систематические инструментальные наблюдения, начатые во 2-ой пол. 19 в., привели к выделению сейсмологии в самостоятельную науку (Б.Б. Голицын, Э. Вихерт, Б. Гутенберг, А. Мохоровичич, Ф. Омори и др.).

МАГНИТУДА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ (от лат. magnitudo - величина), условная величина, характеризующая общую энергию упругих колебаний, вызванных землетрясениями или взрывами; позволяет сравнивать источники колебаний по их энергии.

СЕЙСМИЧЕСКАЯ ШКАЛА, шкала для оценки интенсивности землетрясения на поверхности Земли. В Российской Федерации используются 12-бальная сейсмическая шкала MSK-64.

СРЕДИННО-ОКЕАНИЧЕСКИЕ ХРЕБТЫ, горные сооружения, образующие на дне Мирового океана единую систему, опоясывающую весь земной шар.

ЛИТОСФЕРНАЯ ПЛИТА, крупный (несколько тыс. км в поперечнике) блок земной коры, включающий не только континентальную, но и сопряженную с ней океаническую кору; ограничен со всех сторон сейсмически и тектонически активными зонами разломов.

ГИПОЦЕНТР, точка начала перемещения масс (вспарывания разрыва) в очаге землетрясения. Глубина до 700 км.

Техногенные землетрясения

В последнее время появились сведения, что землетрясения могут вызываться деятельностью человека. Так, например, в районах затопления при строительстве крупных водохранилищ, усиливается тектоническая активность - увеличивается частота землетрясений и их магнитуда. Это связано с тем, что масса воды, накопленная в водохранилицах, своим весом увеличивает давление в горных породах, а просачивающаяся вода, понижает предел прочности горных пород. Аналогичные явления происходят при выемке больших количеств породы из шахт, карьеров, при строительстве крупных городов из привозных материалов.

Предупреждение землетрясений

Современные исследования показали, что провоцируя мелкие толчки в зоне разлома, можно ослабить давление, способное вызвать сильное землетрясение. Множество слабых землетрясений, уменьшая напряжения, накапливающиеся со временем, способно освободить столько же энергии, сколько одно разрушительное.

Одним из способов предупреждения сильных землетрясений служит закачка воды в скважины, расположенные вдоль линии разлома, в котором было обнаружено повышенное давление. Вода действует подобно смазке, уменьшая трение между породами в разломе и создавая условия для их плавной подвижки, сопровождаемой серией лёгких толчков.

Стихийные бедствия на нашей планете – явления весьма частые. Они являются причиной массовых разрушений, гибели материальных ценностей, людей в масштабах, превосходящих ущерб и потери, понесенные во многих войнах. ПО данным статистической службы ООН, общее число прямых жертв от природных катастроф за период с 1947 по 1970 г.г. составляло более 1 млн. человек.

Одновременность возникновения большинства стихийных бедствий, их интенсивность и циклическая повторяемость находится в прямой зависимости от солнечной активности. При этом того или иного района нашей республики характерны только некоторые из стихийных бедствий. Изучение ритмичности природных процессов, в частности стихийных бедствий, и их прогнозирование содействуют экономики огромных средств и сбережению человеческих жизней.

Под стихийными бедствиями понимаются различные явления природы, а также разрушения и уничтожения материальных ценностей. К стихийным бедствиям относятся - землетрясения, наводнения, селевые потоки, лесные пожары, оползни, снежные заносы, извержения вулканов, засухи и т.д.

Землетрясение

Землетрясение – это колебания отдельных участков земной коры, возникающие при перемещении масс горных пород в определенном участке на глубине земли. Землетрясения бывают тектонические, вулканические, обвальные, плотинные и другие наведенные землетрясения, моретрясения, а также землетрясения в результате падения метеоритов или столкновения нашей планеты с другими космическими телами. Энергия, выделяемая при землетрясениях, во многом превышает энергию мегатонных ядерных взрывов (табл.№1), а разрушения аналогичны разрушениям в очаге наземного взрыва.

Таблица №1

Землетрясения – аналоги ядерных взрывов

Землетрясения происходят главным образом в горных районах. Наша республика также далеко не спокойна в сейсмическом отношении.

Тектонические землетрясения происходят чаще всего. Тектонические землетрясения представляют собой подземные толчки или колебания земной поверхности, вызванные происходящими в толще земной коры разломами и перемещениями литосферных плит. При землетрясении образуется энергия огромной силы, распространяющаяся в виде упругих сейсмических волн. Основные параметры, характеризующие силу характер землетрясения – амплитуда, глубина очага интенсивность энергии на земной поверхности. Глубина очага может колебаться в различных сейсмический районах в пределах от 0 до 700 км. Для каждого сейсмического района существует свои пределы глубины очагов возможных землетрясений. Интенсивность энергии на поверхности земли измеряется в балах по двенадцати бальной шкале Рихтера, соответствующей силе землетрясения: незаметное, очень слабое, слабое, умеренное, довольное сильное, сильное, очень сильное, разрушительное, опустошительное, уничтожающее, катастрофическое, сильно катастрофическое.

Очаг, т.е. точка под землей, которая является источником землетрясения, называется гипоцентром (“гипо ”- глубоко). Прямо над нею на поверхности земли находится эпицентр(эпи- мелко), вокруг которого располагается область, испытавшая при землетрясении наисильнейшие толчки.

Вулканические землетрясения возникают вследствие извержения вулканов. Обычно предвещают извержения вулканов подземный гул, удары подземные толчки. На склонах и кратере вулкана появляются трещины, через которые выделяются удушливые газы и горячая вода.

Обвальные землетрясения происходят при обрушении подземных карстовых пустот или заброшенных рудников. Возникающие при этом толчки и сейсмоволны не достигают большой силы и распространения.

Наведенные землетрясения образуются в результате давления, создаваемого строящимися плотинами, водохранилищами и т.д.

Характеристика очага землетрясений

1. 2-3-4 балла . Незаметное (1 балл) – отмечается только сейсмическими приборами. Очень слабое (2 балл) – отмечаются сейсмическими приборами. Ощущаются отдельными людьми, находящимися в покое. Слабое (3 балл) – легкое раскачивание висячих ламп, открытых дверей, ощущается лишь небольшой частью населения. Умеренное (4 балл) – распознается по легкому дребезжанию (треску) оконных стекл, скрипу дверей и стен.
2. 5-6 баллов. Довольно сильное (5 балл) – Под открытым небом ощущается – многими, а внутри дома – всеми. Общее сотрясение зданий, колебание мебели. Маятники часов останавливаются. Появляются трещины в штукатурке. Оконные стекла разбиваются. Сильное (6 балл) – Ощущается всеми. Многие в испуге выбегают на улицу. Картины падают со стен, откалываются отдельные куски штукатурки.
3. 3. 7-8 баллов. Очень сильное (7 балл) – сильно подвешенные предметы, мебель сдвигается. Появляются повреждения (трещины) в стенах каменных домов. Антисейсмические (устойчивые) постройки (конструкции) остаются невредимыми. Устаревшие конструкции получают серьезные повреждения. Образуются оползни берегов рек. Разрушительно (8 балл) - Возникают трещины на крутых склонах и на сырой почве. Памятки сдвигают с мест и опрокидываются. Дома сильно повреждаются.
4. 4. 9-10 баллов. Опустошительное (9 балл) - сильно повреждаются и разрушатся каменные дома. Старые деревянные дома несколько искривляются. Уничтожающее (10 балл) – Появляются трещины в почве, (иногда до метра шириной), дороги деформируются. Образуются оползни и обвалы со склонов. Разрушаются устойчивые постройки (каменные), разрываются трубопроводы, ломаются деревья.
5. 5. 11-12 баллов. Катастрофическое (11 балл) – Появляются широкие трещины в поверхностных слоях земли, многочисленные оползни и обвалы. Постройки совершенно разрушены. Железнодорожные рельсы сильно искривляются. Сильно катастрофические (12 балл) - Изменения в почве достигают огромных размеров. Образуются многочисленные трещины, обвалы, оползни. Возникают водопады, отклоняются течения рек. Ни одно сооружение не выдерживает. Растительность и животные гибнут от обвалов.

Землетрясения влекут за собой тяжелые, иногда катастрофические последствия, во многом тождественные последствиям ядерных взрывов. Они характеризуются:

Разрушением и опрокидыванием зданий и сооружений, под обломками которых гибнут люди. Как известно, не землетрясение убивают людей, а разрушающиеся при этом здания построенные людьми.

Возникновением взрывов и массовых пожаров, происходящих в результате замыкания энергетических сетях, производственных аварий и наличия в городах в больших количествах воспламеняющихся жидкостей.

Разрушением и завалом населенных пунктов в результате образования многочисленных трещин, обвалов и оползней.

Затопление населенных пунктов и целых районов в результате образования водопадов, отклонения рек и т.д.

Отравлением удушливыми газами при вулканических извержениях.

Поражением людей и разрушением зданий обломками вулканических горных пород.

Засыпкой населенных пунктов вулканическим пеплом и песком.

Поражение людей и возгоранием населенных пунктов от огненно –жидкой лавы, стекающей по склонам вулкана потоками со скоростью до 30 км/ч.

Провалом населенных пунктов при обвальных землетрясениях.

Разрушением и смыванием населенных пунктов цунами.

Психологическим воздействием на людей, приводящие к тяжелым психическим травмам, иногда со смертельных исходом.

Что делать при получении оповещения о землетрясении?

Первые толчки землетрясения обычно возникают внезапно. Очень важно немедленно оповестить население, так как вслед за первым толчком, как правило, следуют повторные толчки. Следовательно:

Необходимо занять место в дверных и оконных проемах. Как только стихнут первые толчки, быстро покинуть здание (выйти на улицу).

На предприятиях и учреждениях все работы прекращаются, население, рабочие и служащие, формирования ГО направляются в район сбора.

Люди, покинувшие свои жилища, не скоро могут возвратиться в них обратно. Поэтому в планах исполкомов (предприятий) сейсмических районов обычно предусматривается заблаговременное создание палаточного фонда, благодаря которому можно было бы эвакуировать население, подготовить средства эвакуации и необходимые запасы продовольствия, медикаментов и т.д. Во избежание производственных аварий и массовых пожаров принимаются меры по синхронизации системы отключения энергоснабжения и т.п. с подачей сигнала о начале землетрясения.

Важнейшее значение, в сейсмических районах имеет своевременное прогнозирование и оповещение населения о месте и времени ожидаемого землетрясения.

В Азербайджане за период с 1139 по 1965 г.г. произошло 500 землетрясений различной степени.

Так, землетрясение 1139 года в районе горы Кяпаз обрушило и перегородило р. Ахсу, в результате чего образовалось озеро Гей-Гель.

Город Шемаха в течении XIX века 8 раз превращался в развалины. Сильное землетрясение происходило в с. Маштаги (г.Баку), Гяндже, Нахичеване, Закаталах, Кельбаджарах и других районах. В 2001 г. произошло землетрясение средней силы толчков в г. Баку. В зависимости с картой сейсмического районирования на всей территории республики могут быть землетрясения силой 7 балов. Территории Нахичеванской республики, а также в Лачине, Кубатлах, Зангелане, Шеки, Закаталах и районе Северного Апшерона – до 8 баллов, Шемаха-Исмайлинской зоне – до 9 баллов.

Признаки землетрясений:

- Появления запаха газа в экологически чистых районах.

Беспокойство птиц и домашних животных.

Вспышки и искрение близко расположенных, но не касающихся друг- друга электрических проводов.

Голубоватое свечение внутренней поверхности стен домов.

Самопроизвольное загорание дневных ламп, незадолго до подземных толчков.

Наводнение

Наводнение – это временное затопление значительной части суши водой в результате действий сил природы.

Наводнение возникают в результате следующих причин:

1. Наводнение вызываемое, обильным выпадением атмосферных осадков или таянием. Разлив рек во время половодья и паводок, т.е. подъема уровня воды весной от таяния снегов и осенью вследствие ливневых дождей, от скопления льда (ледяных заторов).
2. Наводнение возникающее, под действием нагонного ветра. Оно наблюдается на морских побережьях и в устьевых участках рек впадавших в море. Нагонный ветер задерживает воду в устье, в результате чего повышается ее уровень в реке.
3. Наводнение вызываемое, подводными землетрясениями.

Кроме того, затопления могут возникнуть в результате образования завалов или перемычек на реках во время землетрясений, горных обвалов или селевых потоков. При наводнениях создается реальная угроза жизни и здоровью людей, портится оборудование, гибнут посевы и материальные ценности, так как вода в реках поднимается на несколько метров, а поймы их заливаются на десятки километров.

Затопление объектов н/х, населенных пунктов, сельскохозяйственных угодий и т.д. может наступить в результате разрушения гидротехнических сооружений: плотин, дамб, перемычек, расположенных выше объектов, или системы ирригационных сооружений в орошаемых районах. Наиболее опасно разрушение плотин у водохранилищ, в результате чего возникает зона катастрофического затопления.

Сели

Сели (при переводе с арабского языка - “бурный поток”) – это русловые потоки, включающие большое количество обломочного материала (не менее 10-15 % по объему), имеющие плотность в 1,5-2 раза больше плотности воды, движущиеся в виде волны с высотой фронта до 20-40 м и со скоростью до 20-30 м/с (10-100 км/час и оказывающие давление на препятствия силой до десятков тонн на квадратный метр. Объем селей до нескольких миллионов кубометров.

Сели (селевые потоки) возникают в результате следующих явлений:

1. От паводок с большим количеством взвешенного и обломочного материала.

2. В результате интенсивных и продолжительных ливней образование обвалов грубообломочного материла с горных склонов (склонные сели ).

Селевые потоки характерны для горных районов с наклоном русла 6 о -20 о.

По происхождению водной составляющей сели делятся на ливневые, прорывные, снеготаяния. К ливневым относятся 80-90% селей, которые характерны для районов, где при сумме осадков за лето 300-400 мм возможны интенсивные краткосрочные ливни, дающие до 250 мм осадков. В районах, относительно бедных осадками, селеопасные ситуации складываются в среднем в 5-10 лет, а в относительно богатых – едва не ежегодно (тут лимитирующим фактором оказывается количество обломочного материала в руслах). На долю летнего таяния горных ледников и снега приходится 10-20 % случаев образования селей.

Сели способны снести практически любые сооружения, уничтожить дома, мосты, засыпать возделываемые земли и т.д. Среднегодовой в мире, а также разовый, прямой ущерб от селей достигает, вероятно сотен миллионов долларов, число жертв – многих десятков.

Пожары

Пожары бывают лесные и техногенные (производственные).

Лесные пожары являются чрезвычайно опасными. Они уничтожают леса, заготовленную в лесу продукцию, строения и сооружения. Лесные пожары вызываются различными причинами:

Не соблюдение мер пожарной безопасности.

От молнии, во время грозы.

От не выполнения своих обязанностей службой наблюдения.

Диверсии.

Лесные пожары подразделяются на низовые и верховые.

В Азербайджане лесов мало. Лишь 11% территории республики составляют леса. Наибольшей пожароопасностью, т.е. высокой степени возгорания обладают леса южной и восточной части Закатальского района, а также леса примыкающие к территории ГЭС и западной части Огузского района.

В средней степени пожароопасности по возгоранию относятся леса Ярдымлинского, Кубинского, Кусарского и южная часть Габалинского районов.

В республике чаще всего возникают степные пожары. Это пожары сухой травы и созревших хлебов, нефтяные пожары.

Способы тушения пожаров:

Для захлестывания кромки пожара используются пучки ветвей.

Забрасыванием кромки пожара рыхлым грунтом.

Заградительные полосы, канавы, тушение водой, растворами.

Отжег (пуск встречного ветра) и т.д.

Молнии

Молнии губят людей, скот, вызывают пожары, повреждения электросетей и т.д. В целом в мире от гроз и их последствий гибнет до 10.000 чел. (по этому показателю они находятся в первой пятерке природных опасностей). В некоторых районах Африки (Зимбабве и Кения), Франции, США и других странах число жертв от молнии больше, чем от других опасных природных явлений. На 10 млн. жителей гибнет от молнии в среднем за год в Зимбабве и соседних странах около 200 человек, во Франции 55 человек, в США 10 человек. В 1888 г. в Нью-Дели, Индии, при мощной грозе градом было убито около 250 человек.

Засухи

Засухи это явление, существенное для сельского и лесного хозяйства, бытового и промышленного водоснабжения, судоходства и работы ГЭС Они могут быть оценены соответственно различными геофизическими показателями – от дефицита осадков (по величине, продолжительности, распространению) до сложных коэффициентов, включающих величины отклонений от нормы температуры воздуха, осадков, влагозапасов в почве, а также экономическими показателями недобора урожая, потерь производства гидроэлектроенергии и т.п.. Засухи создаются отклонением рисунка и интенсивности атмосферной циркуляции от нормы по причинам, кроящимся в колебаниях солнечной активности и в автоколебаниях в системе “океанатмосфера”, особенно в энергоактивных зонах. Как правило, сильные засухи на одних территориях сопровождаются повышением осадков на других. К устойчиво сухим и засушливым районам относится 40-45 % площади континентов, где проживает около 1/3 населения планеты. На территориях. Где засухи возможны хотя бы изредка, размещается 3/4 населения. В РСФСР под угрозой засух находится около 70 % площади пахотных земель.

Тяжелые засухи случаются в мире почти ежегодно. ПО числу жертв и экономическому ущербу они находятся в первой пятерке (более 1 млн. в Индии в 1965-1967 гг.) и величине прямого ущерба (десятки миллиардов долларов) среди крупнейших, стихийных бедствий.

Оползни

Оползни, распространенные вне зоны многолетней мерзлоты, относятся к категории оползней скольжения и возникают чаще всего за счет подрезки склонов эрозией или абразией, водной смазки подошвы, сотрясения или дополнительной нагрузки на склон. Это оползни – потоки шириной до десятков и длиной до сотен метров. Они распространены по всем склонам речных долин и абразионных террас.

Оползень может быть почти или вовсе неподвижен в течении многих лет и испытать несколько периодов краткосрочной активизации, когда скорость его движения может достигнуть десятков метров в час. Так, возбужденный ливнями оползень в военном городке Каспийской флотилии в январе 1990 г. разрушил ряд зданий столь быстро, что из них не успели выбежать люди. Наиболее широко распространены оползневые процессы на пос.Баилова г.Баку.

Оползни течения характерны для склонов, сложенных суглинистыми, супесчаными и лессовыми толщами и возникают при намачивании этих толщ ливнями. Они наиболее распространены в районах с высокой интенсивностью осадков. Особым источником обводнения служат ирригационные каналы, не имеющие достаточной гидроизоляции.

187 ..

14.2. АКТИВИЗАЦИЯ ПРИРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ПОДЗЕМНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Техногенные (наведенные) землетрясения

Техногенные (наведенные) землетрясения чаще всего проявляются при создании крупных подземных водохранилищ. Возможность возникновения техногенных землетрясений усугубляется сейсмоактивностью района подземного строительства. Около 20% территории бывш. СССР приходилось на сейсмически активную зону, площадь с катастрофическими землетрясениями в 9 баллов и выше составляла примерно 300 тыс. км2.

Примером активизации сейсмоактивности в результате ведения строительных работ может служить опыт создания водохранилища в окрестностях Бомбея (Индия). На р. Койне плотиной высотой 103 м было образовано водохранилище объемом 2,8 км3. Оно находилось в регионе, сложенном траппами, разорванными сбросами с амплитудой смещений в несколько сот метров. Район считался сейсмически малоактивным. При заполнении водохранилища на l/3 были зарегистрированы слабые толчки (не более 4 баллов). Эпицентры землетрясений находились под плотиной и в 40 км от нее. При заполнении водохранилища до высоты 100 м произошло сильное землетрясение с магнитудой 6,4, повлекшее сильные разрушения в Койнагаре, расположенном в 1,5 км от плотины (рис. 14.5).

При строительстве и эксплуатации гидротехнических сооружений могут наблюдаться следующие особенности техногенных землетрясений:

1) между созданием водохранилищ и сейсмической активностью существует неоднозначная связь: известны случаи уменьшения сейсмоактивности вблизи водохранилища;

2) техногенные землетрясения локализуются в радиусе 30 км от створа крупных гидроузлов;
3) существует связь между сейсмоактивностью и изменением уровня водохранилища, причем проявления сейсмичности отстают во времени на один-два месяца;

4) активизация землетрясений наступает в тех случаях, когда уровень водохранилища превышает 90-100 м при его объеме более 10 млрд м3.

Сила техногенных землетрясений может меняться от небольших колебаний грунта, вызванных движением машин и поездов, до заметных сотрясений при залпах, взрывах, подземных ядерных испытаниях и т.п.

Техногенные землетрясения могут быть вызваны подземным захоронением отходов. Так, закачка воды, зараженной радиоактивными отходами, в глубокие скважины, пробуренные для этой цели в 70-е годы близ военного завода «Роки-Маунте» (штат Колорадо, окрестности Денвера, США), вызвала более 700 небольших землетрясений вокруг скважин. Возросшее давление флюидов у забоя скважин облегчало подвижки по трещинам в местных, сильно трещиноватых породах, частота землетрясений соответствовала объему и давлению закачиваемой воды. Прекращение закачки воды приводило к прекращению колебаний. Этот опыт в штате Колорадо позволил выдвинуть предположение о том, что с помощью искусственно вызванных землетрясений можно ослабить упругие деформации вдоль активных разрывов, способствуя развитию смещений по ним, и тем самым уменьшить опасность мощного толчка.

Техногенные землетрясения отмечаются и в областях недавнего материкового оледенения, что обусловлено снятием нагрузки ледникового покрова и приводит к вертикальному поднятию областей ведения горностроительных работ.

Причинами техногенных землетрясений в подземном строительстве является особый характер изменения напряженно-деформированного состояния массива горных породе результате горно-строительной деятельности, при котором активизируются имеющиеся тектонические или появляются новые разрывы или зоны глубинных сколов, обладающие некоторой наклонной поверхностью. При этом нарушенные породы претерпевают искажение формы и уменьшение объема на глубине под влиянием давления, что в свою очередь вызывает фазовые изменения минералов от менее плотных к более плотным, несмотря на их разогрев. Блоки горных пород, залегающих по разные стороны разрыва, находясь в тесном контакте, способны накапливать упругую деформацию, постепенно меняя свою форму, пока не достигается их предел упругости. После

этого происходит резкий скол, и значительная часть накопленной упругой энергии высвобождается в виде сейсмических волн. Блоки пород возвращаются к первоначальной форме, однако оказываются нарушенными и смещенными относительно друг друга по разные стороны образовавшегося разрыва (рис. 14.6).

Рис. 14.5. Схема землетрясения Койна:
I - водохранилище; 2 - плотина Койна; 3 - эпицентр (8-9 баллов); 4 - нзосейсты

Другой причиной техногенных землетрясений может быть нарушение процессов теплопереноса в результате подработки породного массива. Появление неоднородных тепловых зон в сочетании с высоким давлением вызывает непосредственное изменение объема пород. Изменение объема - будь то расширение или сжатие - приводит к подвижкам, которые могут сопровождаться образованием разрывов.

Изменение характера массообменных процессов также может являться причиной возникновения техногенного землетрясения. Известно, что прочность пород может резко снижаться на контакте с некоторыми жидкостями или газами. Умеренная минерализация подземных вод усиливает снижение прочности пород, особенно если в растворе содержатся те же ионы, что и в породе. Вода, заключенная в трещиноватых породах или в зонах дробления, испытывает упругое сжатие, которое распространяется на глубину в несколько километров и измеряется несколькими десятками миллиметров. Для передачи давления на 1 км необходимо время, определяемое в несколько дней; поверхностное поровое давление передается на глубину 10 км в течение 100 дней. Вне зоны трещиноватых пород передача давления осуществляется еще медленнее. Вследствие разницы во времени между увеличением порового давления в зоне интенсивной трещиноватости и в нетрещиноватой части породного массива может произойти уменьшение сопротивления в зоне интенсивной трещиноватости или дробления. Следствием этого может явиться разрядка напряжений, выражающаяся на поверхности в виде землетрясения. Следовательно, в более общем виде причины техногенных землетрясений можно охарактеризовать следующим образом:

1) приуроченность участка горно-строительных работ к тектонически активным и разрывным структурам района;

2) наличие аномалий температурного режима (геотермальный градиент, термальные воды и т.п.);

3) наличие гидравлической связи поверхностных и подземных вод и активизация массообменных процессов.

Все описанные процессы - оползни, обрушение пород, карстообра-зование, техногенные землетрясения - результаты сложного строения толщи горных пород и напряженно-деформированного состояния массива, который быстро теряет свою устойчивость при любом инженерном воздействии на него. Подземное строительство, характеризующееся, как правило, наличием слабых, обводненных вмещающих пород, сопряжено с активизацией всех негативных природных процессов естественного перераспределения напряжений в массиве. Поэтому экологическая опасность процессов подземного строительства может рассматриваться лишь при комплексном подходе к изучению закономерностей взаимовлияния подземных объектов и окружающей среды.