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 и более). Явление просадочности может быть вызвано двумя факторами: хозяйственной деятельностью человека и 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, в Кузбассе и некоторых других районах России.

Явление просадочности свойственно некоторым горным породам, в особенности лессу и лессовидным грунтам. В этом случае просадочные деформации рассматриваются как переход грунтов из недоуплотненного состояния в состояние нормальной для данного природного явления плотности, происходящей под влиянием инфильтрационной воды, замачивания грунта и его уплотнения. Лесс и лессовидные грунты сравнительно широко распространены на территории России. Мощность слоя лесса иногда достигает 10−20 м и более. Просадочность свойственна и некоторым другим породам (суглинки, глины). Оседание поверхности и просадки образуются также при откачке воды из песчаных водоносных слоев.

Многие города и рабочие поселки расположены на территориях с подземными выработками, осуществляемыми при добыче полезных ископаемых. В своем развитии выработки часто оказываются непосредственно иод территорией города. В местах горных выработок равновесие в породах над выработками нарушается, происходит сдвижение и прогиб пластов, их обрушение и, как следствие, поверхность земли над выработками просаживается (оседает), а иногда даже проваливается. Установлено, что независимо от характера происхождения образование просадок и провалов зависит от геологических условий, глубины и размеров выработок. Так, близость к поверхности земли, большая ширина выработки и малая плотность породы в кровле способствуют быстрому образованию провалов, значительных, но площади и глубине. Выработки, пройденные даже на сравнительно большой глубине, нс могут считаться безопасными, хотя на поверхности земли просадки проявляются через сравнительно длительный срок.

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 грозового 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 земли. Когда до земной поверхности 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.

В Подмосковье, например, ежегодно из-за грозовых разрядов в летний период происходит около 50 пожаров. Повторяемость гроз в мае на территории России: Санкт-Петербург — 2; Самара — 3; Москва — 3; Екатеринбург — 3; Ростов-наДону — 4; Новосибирск — 4; Сочи — 2; Красноярск — 2; Краснодар — 5; Иркутск — 1; Волгоград — 4; Якутск, Мурманск — одна гроза в несколько лет.

Повторяемость гроз обычно возрастает на 10−15% в годы высокой солнечной активности.

Оценка опасности воздействия молнии основана на статистике частоты гроз с опасными молниями в данном районе и носит вероятностный характер. Такая оценка в середине 1980;х гг. была проделана для Москвы, но результатам наблюдений 11 метеорологических станций (Внуково, Домодедово, Шереметьево, Быково, Центральная вычислительная станция и др.). Для расчетов было введено понятие «грозового сезона», в который вошли четыре месяца с мая по август — 123 дня. Число грозовых дней за сезон в Москве составляет в среднем 37 дней. За площадь Москвы был принят круг радиусом 20 км (рис. 2.44).

Из графика на рис. 2.43 видно, что грозу следует ожидать во второй половине дня, скорее всего с 12 до 18 часов местного времени. Немного реже она бывает в 21 час и в 3 часа ночи. С 5 до 8 часов утра гроза маловероятна, но в первой половине дня ее вероятность возрастает в 10 с лишним раз. Вторая кривая (более плавная) — результаты, полученные.

Рис. 2.44. Сравнительная вероятность гроз для Москвы.

в институте дальней связи США для всей земной суши и грозового сезона в 40 дней. Анализ и сравнение приведенных графиков дают основание полагать, что наиболее вероятны грозы в период с 10 до 18 часов местного времени.

Существует два вида воздействия молнии на объекты: прямой удар 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 вторичным проявлением молнии подразумеваются явления, которые сопровождаются проявлением 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 сгораемых веществ это приводит к воспламенению или взрыву.

Как следует из рассмотренного выше, многие стихийные процессы и явления, возникающие в природе, часто сопровождаются негативным взаимодействием с объектами техносферы (разрушение зданий, транспортных магистралей, взрывы и возгорания сооружений, прорыв плотин и т. п.). В этих случаях воздействие естественных опасностей на людей и окружающую среду, как правило, усиливается и поэтому их суммарное влияние целесообразно называть естественно-техногенным, а возникшие при этом опасности — естественно-техногенными.

Убедительным подтверждением значимости естественно-техногенных опасностей являются события в Японии в 2011 г. Начавшееся 11 марта 2011 г. землетрясение земной коры магнитудой 8,9 балла в Тихом океане породило цунами, двигавшееся со скоростью 400−600 км/ч, с высотой волны до 10 м, обрушившееся на остров Хонсю. Цунами разрушило инфраструктуру побережья (промышленные объекты, транспортную сеть) и спровоцировало ряд пожаров и взрывов. Землетрясения и цунами (естественные опасности) серьезно нарушили работу четырех блоков АЭС «Фукусима 1», создав повышенное радиационное загрязнение на обширной территории около АЭС (техногенные опасности).

Виды и количество крупнейших стихийных явлений в мире с 1950 по 2000 г приведены на рис. 2.45. Следует от;

Рис. 2.45. Виды и число крупных стихийных явлений в год с 1950 по 2000 г.

метить устойчивую тенденцию к росту количества землетрясений, наводнений и ураганов в период 1998 2011 гг.

Анализ современного мира опасностей, возникающих изза влияния на человека и окружающую сто среду избыточных потоков веществ, энергии и информации, показывает рост номенклатуры опасностей, уровня и масштабов их воздействия. Негативное воздействие опасностей в наивысшей степени проявляется в условиях техносферы, где господствуют постоянно-действующие техногенные, антропогенные, антропогенно-техногенные и естественные опасности. На рис. 2.46 и 2.47 показана динамика ЧС и пожаров в России.

В 2010 г. в городах произошло 62%, а в сельской местности — 38% пожаров.

Рис. 2.46. Динамика ЧС в РФ за период 2007—2013 гг.

Рис. 2.47. Распределение количества пожаров в 2002—2010 гг.