Прогнозирование землетрясений. Поражающие факторы землетрясений. Меры помощи людям при землетрясениях

2. Методы прогноза землетрясений и их последствий.

По данным ООН [1] сейсмические катастрофы составляют около 51% от общего числа катаклизмов и доминируют в ряду различных природных катастроф. Проблема сейсмической защиты стремительно растет с увеличением техногенной нагрузки и растущей урбанизацией сейсмических территорий. Прогнозирование последствий будущих землетрясений является важным вопросом, надежное практическое решение которого возможно только при объединении знаний геологов, геофизиков, гидрогеологов, сейсмологов, геотехников, а также проектировщиков и строителей сейсмостойких зданий и сооружений.

Методы прогноза землетрясений и оценка их последствий. Тщательный анализ имеющихся данных позволяет предвидеть, в каких районах, и с какой силой могут проявляться землетрясения в будущем. В этом заключается сущность проблемы сейсмического районирования России, на основании которого составляются специальные инструкции и правила, регулирующие сейсмостойкое строительство. Мероприятия по сохранению зданий от разрушений при подземных толчках заключаются в обеспечении высокого качества строительства, в укреплении стен поэтажными железобетонными поясами, по ограничению этажности, по упрощению плана здания с приближением его к изометрическим формам и др.

Проблема прогноза землетрясений  состоит в последовательном уточнении  места и времени, в пределах которых  следует ожидать разрушительные землетрясения той или иной энергии. Различают несколько стадий прогноза: на годы (долгосрочный прогноз); на месяцы (среднесрочный прогноз); на неделю и меньше (краткосрочный прогноз); на дни и часы (непосредственный прогноз). На территории страны развернута Единая система сейсмических наблюдений (ЕССН), включающая в себя сеть сейсмических станций, расположенных в разных точках страны, и вычислительные обрабатывающие центры, которая предназначена, в основном, для проведения долгосрочного прогноза. На территории Российской Федерации и бывших союзных  
республик работает Среднеазиатский региональный центр прогноза землетрясений, созданный на базе Института сейсмостойкого строительства и сейсмологии АН Таджикистана. Действует Кавказский региональный центр прогноза землетрясений в Тбилиси. Проводятся исследования в территориальном центре прогноза на Камчатке. Со среднесрочным прогнозом дело обстоит сложнее. Здесь счет идет уже на недели, для передачи и обработки данных дорог каждый день, и поэтому необходима автоматизированная система прогноза землетрясений. Элементы такой системы имеются в ряде регионов нашей страны. С краткосрочным прогнозом положение тяжелое. Счет в таком прогнозе идет на дни и часы. Передачу данных надо вести в реальном времени. Это значит, что данные регистрации должны поступать в центр прогноза прямо после их получения на наблюдательных пунктах. В настоящее время системы краткосрочного прогноза не созданы, однако технические средства для создания подобной системы у человека имеются. Отсутствует также в нашей стране и за рубежом система осуществления непосредственного прогноза. Методы прогноза землетрясений основываются на наблюдении аномалий геофизических полей, измерении значений этих аномалий и обработки полученных данных. Соответственно различают несколько методов прогноза землетрясений. Метод оценки сейсмической активности. Месторасположение и число толчков различной магнитуды может служить важным индикатором приближающегося сильного землетрясения. Часто сильное землетрясение сопровождается большим числом слабых толчков. Выявление и подсчет землетрясений требует большого числа сейсмографов и соответствующих устройств для обработки данных. Метод измерения движения земной коры. Географические съемки с помощью триангуляционной сети на поверхности Земли и наблюдения со спутников из космоса могут выявить крупномасштабные деформации поверхности Земли. На поверхности Земли проводится точная съемка с помощью лазерных источников света. Повторные съемки требуют больших затрат времени и средств, поэтому измерения производят один раз в несколько лет. Метод выявления опускания и поднятия участков земной коры. Вертикальные движения поверхности Земли можно измерить с помощью точных нивелировок на суше или море, мореографов в море. Поднятие и опускание участков земной коры может свидетельствовать о возможности наступления сильного землетрясения. Метод измерения наклонов поверхности. Для измерения вариаций угла наклона земной поверхности используются специальные приборы – наклономеры. Сеть наклономеров устанавливают около разломов на глубине 1–2 м и ниже поверхности земли, измерения указывают на изменения наклонов незадолго до возникновения землетрясений. Метод измерения деформации горных пород. Для измерения деформаций горных пород бурят скважину и устанавливают в ней деформографы, фиксирующие величину относительного смещения двух точек. Метод определения уровня воды в колодцах и скважинах. Уровень грунтовых вод перед землетрясением часто повышается или понижается из-за изменений напряженного состояния горных пород. Уровень воды в скважинах вблизи эпицентра часто испытывает стабильные изменения: в одних скважинах он становится выше, в других – ниже. Метод оценки изменения скорости сейсмических волн. Скорость сейсмических волн зависит от напряженного состояния горных пород, через которые волны распространяются, а также от содержания воды и других физических характеристик. При землетрясениях образуются различные типы сейсмических волн. Наибольший интерес среди этих волн представляют продольная P и поперечная S волны. Установлено, что перед сильным землетрясением наблюдается резкое уменьшение отношения скоростей волн P и S, что может явиться признаком, подтверждающим возможность землетрясения.

Метод регистрации изменения  геомагнитного поля. Земное магнитное поле может испытывать локальные изменения из-за деформации горных пород и движений земной коры. С целью измерения малых вариаций магнитного поля используют специальные приборы – магнитометры. Метод регистрации изменения земного электросопротивления. Одной из причин изменения электросопротивления горных пород может явиться изменение напряженности горных пород и содержания воды в земле, что, в свою очередь, может быть связано с возможностью возникновения землетрясения. Измерения электросопротивления проводятся с помощью электродов, помещаемых в почву на расстоянии нескольких километров друг от друга. При этом измеряется электрическое сопротивление толщи земли между ними.

Метод определения содержания радона в подземных водах. Радон  – это радиоактивный газ, присутствующий в грунтовых водах и в воде скважин. Период полураспада его равен 38 суткам, радон постоянно выделяется из земли в атмосферу. Перед землетрясением происходит резкое изменение количества радона, выделяющегося из воды глубоких скважин.

Метод наблюдения за необычным поведением животных, птиц, рыб. Необычное поведение многих живых существ объясняется тем, что они гораздо более чувствительны к звукам и вибрациям, чем человек.

Для принятия решения  по ликвидации последствий землетрясений  важно умение оценить эти последствия.

Существует несколько  способов оценки последствий землетрясений. Их основу составляют использование  карт сейсмического районирования, на которых выявлены очаги будущих  землетрясений, построение для этих очагов моделей изосейст (т. е. линий равной балльности) и оценка вероятностей разрушения зданий различных типов, попадающих в область действия землетрясения. Оценку последствий землетрясений для региона рассматривают в виде суммарного ущерба всех землетрясений в течение заданного интервала времени. Методика получения данных оценок разработана в ИФЗ АН РФ. Данные оценки получены в виде величин сейсмического риска за интервал времени 20–25 лет. Методика основана на том, что землетрясения представляют собой случайный поток Пуассона, не учитывает ущерб от повторных толчков (афтершоков) и представляет интерес для долгосрочного прогнозирования ущерба от землетрясений.

Прогнозировать последствия  от разрушительных землетрясений можно  также с помощью сейсмических шкал. Например, в шкале MSK–64 принята следующая классификация: по типам зданий (табл. 2.7); по процентному количеству разрушенных зданий с учетом отдельных разрушений, многих и большинства зданий; по степени повреждений зданий: учитываются повреждения зданий, соответствующие 1-й, 2-й, 3-й, 4-й и 5-й степени повреждения зданий и сооружений, а также последствия по масштабам разрушений.

3.Сейсмическое районирование.

Сейсмическое районирование – это картирование потенциальной сейсмической опасности, обусловленной максимальными возможными сейсмическими воздействиями, выраженными в баллах макросейсмической шкалы интенсивности, а также в других физических единицах - в ускорениях, скоростях, спектрах, длительности колебаний грунта и др., которые необходимо учитывать при проектировании и строительстве в сейсмических районах. Сейсмическое районирование актуально для всей без исключения территории Российской Федерации, где даже на относительно спокойных в геологическом отношении равнинных территориях имели место, и возможны в будущем, достаточно сильные и разрушительные землетрясения. На Северном Кавказе, юге Сибири и Дальнем Востоке значительную площадь занимают чрезвычайно опасные в сейсмическом отношении 8-9- и 9-10-балльные зоны.

Согласно российским стандартам, сейсмическое районирование подразделяется на общее сейсмическое районирование (ОСР), детальное сейсмическое районирование (ДСР) и сейсмическое микрорайонирование (СМР). Различие между перечисленными видами сейсмического районирования заключается в объектах изучения, содержании задач и методиках их решения, что определяет масштабы картирования. ОСР отвечает федеральному уровню, ДСР - региональному и СМР - местному (муниципальному). Карты общего сейсмического районирования, определяющие исходную сейсмическую опасность, входят в состав Строительных норм и правил (СНиП), а также других нормативных и методических документов по сейсмостойкому проектированию и строительству.

В последние десятилетия  в большинстве стран мира для  сейсмического районирования территорий широко используется вероятностный анализ сейсмической опасности (ВАСО).

Карты сейсмического  районирования для всей страны составляются в масштабе 1:5000000 — 1:1000000, для отдельных регионов карты детального сейсмического районирования — в масштабе 1:500000-1:100000.  
 
Эффект проявления интенсивности землетрясений сильно зависит от инженерно-геологических условий строительства и от соотношения собственных периодов колебаний сооружений с резонансными колебаниями слоёв грунта в основании сооружения. Эти особенности не учитываются на мелкомасштабных картах сейсмического районирования. Поэтому для городов и пунктов строительства отдельных ответственных сооружений составляются карты сейсмического микрорайонирования. О сейсмическом районировании территории CCCP см. в ст. Союз Советских Социалистических Республик.

4. Действия поражающих  факторов землетрясения на людей. 
Поражающие факторы: 
1.Ударная волна(воздушная ,подземная ,подводная ); 
2.Химическое загрязнение окружающей среды и местности;

3.Биологическое заражение местности;

4.Радиоактивное загрязнение местности; 
5. Сейсмические волны 

В результате воздействия  поражающих факторов возникают зоны разрушений, пожаров, загрязнений, т. е. образуются зоны, опасные для безопасности жизнедеятельности людей и оказывающие влияние на устойчивость функционирования объектов связи. Под зоной разрушения, загрязнения, заражения, пожаров и т. д. понимают территорию, на которой распространилось действие поражающих факторов. На территории зоны могут возникать очаги поражения.

Очаги поражения – это территории, на которых произошло массовое поражение людей, с/х животных, растительности, разрушение зданий, сооружений. Очаги поражения являются следствием воздействия поражающих факторов, вызванных стихийными бедствиями, производственными авариями и катастрофами.

Стихийные бедствия, пожары, аварии... По разному можно встретить  их. Растерянно, даже обреченно, как  веками встречали люди различные  бедствия, или спокойно, с несгибаемой верой в собственные силы, с надеждой на их укрощение. Но уверенно принять вызов бедствий могут только те, кто, зная как действовать в той или иной обстановке, примет единственно правильное решение: спасет себя, окажет помощь другим, предотвратит, насколько сможет, разрушающее действие стихийных сил.

Общее воздействие  приведенных поражающих факторов землетрясения  на земную поверхность характеризуется  интенсивностью землетрясения, которая  выражается в баллах. В зависимости от интенсивности колебаний поверхности земли установлена следующая классификация землетрясений (табл. 2).

Сложность спасения людей в условиях землетрясения  обусловлена внезапностью его возникновения, трудностями ввода сил и развертывания  поисково-спасательных работ в зоне массовых разрушений; наличием большого количества пострадавших, требующих экстренной помощи; ограниченным временем выживания людей в завалах; тяжелыми условиями труда спасателей. Очаг поражения землетрясением в общем случае характеризуется: разрушением и опрокидыванием зданий и сооружений, под обломками которых гибнут люди; возникновением взрывов и массовых пожаров, происходящих в результате производственных аварий, замыканий в энергетических сетях и разгерметизации емкостей для хранения воспламеняющихся жидкостей; образованием возможных очагов заражения химическими отравляющими веществами; разрушением и завалом населенных пунктов в результате образования многочисленных трещин, обвалов и оползней; затоплением населенных пунктов и целых районов в результате образования водопадов, подпруд на озерах и отклонения русел рек.

Таблица 2

Классификация землетрясений

5.Меры помощи людям  при землетрясениях.

При землетрясениях для проведения спасательных и неотложных аварийно-восстановительных работ  привлекаются спасательные, сводные  отряды (команды), отряды (команды) механизации работ, аварийно-технические команды, другие формирования, которые имеют на оснащении бульдозеры, экскаваторы, краны, механизированный инструмент и средства малой механизации (керосинорезы, бензорезы, тали, домкраты).

При проведении СНАВР в очаге землетрясения прежде всего извлекают из-под завалов, из полуразрушенных и горящих зданий людей, которым оказывают первую медицинскую помощь; устраивают в завалах проезды; локализуют и устраняют аварии на инженерных сетях, которые угрожают жизни людей или препятствуют проведению спасательных работ; обрушивают или укрепляют конструкции зданий и сооружений, находящихся в аварийном состоянии; оборудуют пункты сбора пострадавших и медицинские пункты; организуют водоснабжение.