Экологические последствие землетрясений

Экологические последствие землетрясений

Глава 1. Экологические последствия землетрясений

Наиболее часто при землетрясениях возникают гравитационные склоновые процессы: обвалы, осыпи, оползни, сели. При наиболее мощных землетрясениях в земной поверхности образуются трещины, иногда достаточно значительные по своим размерам. В целом происходит определенное изменение ландшафта. Известно, что ландшафт — результат длительного геолого-исторического процесса, затрагивающего не только главные жизнеобеспечивающие геосферные оболочки, но и биоту. Поэтому любые изменения, прежде всего в рельефе местности, в существенной мере дестабилизируют гомеостаз ландшафта, а тем самым приводят к стрессу в биогеоценозах.

Именно гравитационные процессы, да и собственно сами землетрясения особенно сильно изменяют рельеф местности, провоцируя изменение положения водотоков, конфигурацию и размеры водоемов, их глубину, скорость движения воды, изменяется режим формирования речных долин и абразии в озерах и искусственных водоемах.

"Запруживание" оползневыми телами, обвальными массами, осыпями и селевым материалом рек и ручьев, поступление грунтового материала в озера формирует заболоченные территории и влечет за собой деградацию почв, изменяя эдафогенные факторы среды. Вызванные землетрясениями цунами приводят к затоплению низменных участков земной поверхности соленой морской водой, что практически уничтожает почвенный слой, приводит к засолению подстилающих грунтов, а следовательно, к гибели практически всей растительности, да и всей трофической цепи в затопленной части территории. Величина засоления в этих районах по натрию, калию, магнию, хлору в несколько раз превышает ПДК, а это также губительно для живого вещества.

По достаточно точным данным до землетрясения, при его наступлении и после землетрясения в грунтовой атмосфере наблюдается повышенное содержание радона, отрицательное экологическое воздействие которого установлено многими экспериментальными исследованиями и даже включено в специальные оценки при проведении инженерно-экологических изысканий для строительства.

Кроме понижений в рельефе, возникающих при землетрясениях, достаточно часто возникают и положительные формы довольно большой высоты и крутизны; при этом в силу того, что грунты в оползневых телах, осыпных и обвальных массах не прошли в полной мере процессов консолидации, при наличии активного воздействия ветра и движущейся воды возникает интенсивная плоскостная и овражная эрозия, а в отдельных случаях формируются селевые потоки

Вышеуказанные процессы меняют микроклиматические условия существования биогеоценозов, состав фитоценозов, а вслед за этим зооценозов и, естественно, видовой сослав представите других империй живых организмов. В неменьшей степени существенно меняются экологические условия и в экосистемах поверхностных водоемов. Прежде всего это выражается в изменениях глубин, направлений и скоростей движения подводных течений; обычно происходит перемещение нерестилищ рыб, отрыв бентоса и перифитона, температурные изменения в водоемах приводят к изменениям видового состава гидробионтов.

Достаточно тривиален факт наличия взаимосвязи поверхностной и подземной гидросферы и взаимообусловленности существования в гомеостазе всех жизнеобеспечивающих геосферных оболочек и их влияния на биоценозы всех иерархических уровней. При землетрясениях всегда происходит нарушение режима подземных вод; естественно, что меняется положение уровней, величин напоров, расходов, даже направления движения; возможен переход от ламинарных условий движения подземных вод к турбулентным. Установленным фактом является изменение положения областей питания, распространения и разгрузки подземных вод. В отдельных случаях отмечено резкое понижение уровня грунтовых вод, "пересыхание" колодцев, нарушение работы водозаборных скважин. В других случаях возникает подтопление территорий — все это в определенной мере обусловлено изменениями как в условиях залегания водоносных и водоупорных слоев грунтов, так и в отдельных случаях изменениями состояния, строения и свойств собственно водовмещающих грунтов и водоупоров.

Отмечены изменения в температурном режиме подземных вод после землетрясений, что при наличии в гидросфере трансграничное™ в переносе загрязнений может коренным образом изменить условия биотопов. Изменения в подземной гидросфере существенным образом сказываются на эдафогенных условиях, на функционировании фитоценозов как продуцентов, на жизнедеятельности редуцентов и вообще на процессах как создания живого вещества, существования его, так и разложения.

В определенной степени как фактор нарушения гомеостаза экосистем при землетрясениях и возникающих вследствие их многоступенчатых чрезвычайных ситуациях могут рассматриваться еще некоторые возможные виды загрязнений. Сейсмодеформации особенно в виде разломов, трещин большой глубины, могут служить источниками выноса на поверхность определенного количества тяжелых металлов, в том числе радиоактивных, особенно если землетрясения происходят в рудоносных районах.

Аналогичного типа негативные воздействия на окружающую среду при землетрясениях могут возникать при их возникновении в нефтегазоносных районах, что может привести к выбросам нефти или газа и дальнейшему их проникновению в гидросферу, атмосферу и на поверхность земли. Естественно, что при этом создаются настолько негативные условия в окружающей среде, что становится возможным переход состояния экосистем и биогеоценозов из гомеостаза в зону стресса, а во многих случаях приводит к необратимой деградации и даже гибели составляющих биоценозов и собственно экосистем.

Особое место в рассмотрении влияния землетрясений на экологическую обстановку занижает их роль в возникновении техногенных катастроф. Практически любое из техногенных ЧС может быть спровоцировано землетрясением даже не очень большой силы. Разрушение здания или серьезные его деформации могут вызвать нарушение функционирующих в нем технологий; особенно опасно в экологическом отношении нарушение производственных процессов на нефтехимических, микробиологических, фармацевтических производствах; на предприятиях, перерабатывающих, обогащающих сильнодействующие ядовитые вещества, радиоактивное топливо и отходы, взрывчатые и легковоспламеняющиеся вещества, биологически опасные вещества, а также в местах их хранения и при транспортировании. Практически всегда в этих случаях происходит значительное загрязнение окружающей среды вследствие сконцентрированного воздействия загрязнителя на ограниченной территории.

Наличие колоссального количества отходов производства и потребления, стоков, шламов, шлаков, сельскохозяйственных удобрений, во многих случаях неправильно соскладированных, хранящихся и захороненных, при землетрясениях могут быть просто разрушены. Находящийся в них "материал", а точнее загрязнитель, в концентрированном виде может быть выброшен в окружающую среду с далеко идущими негативными экологическими последствиями. Весьма уязвимыми сооружениями для землетрясений считаются так называемые "линейные" — дороги и дорожные сооружения, водопроводы, канализационные сооружения, все виды подземных сооружений, но особое место среди них занимают трубопроводы различного назначения. Наиболее опасными в экологическом отношении являются нефте- и газопроводы и особенно так называемые продуктопроводы, по которым перекачиваются промежуточные продукты в технологических линиях химических заводов. Разрывы, трещины в этих сооружениях как в подземном, так и в поверхностном обустройстве всегда приводят к выбросам больших количеств "недружественных" природной среде веществ, что сопровождается сильным загрязнением среды, влекущим за собой практически всегда разрушение попавших в эту зону экосистем.

Разрушение при землетрясениях энергетических объектов, не говоря уже о таких, как АЭС, почти всегда провоцирует возникновение пожаров как в зданиях и сооружениях, так и лесных, степных и хлебных полей. Пожары и взрывы губительны не только для растительности и почвы, но и вызывают загрязнение атмосферы продуктами горения, которые могут переноситься на значительные расстояния, а затем выпадать в качестве кислотных дождей, снега и т. п. Кроме того, снижается прозрачность атмосферы, а значит и поступление солнечной энергии и последующее падение продуктивности, прежде всего фитоценозов.

Таким образом, землетрясения либо непосредственно, либо как фактор образования комплексных многоступенчатых чрезвычайных ситуаций оказывают значительное влияние на состояние окружающей среды. Сами землетрясения сопутствовали всей геологической истории нашей планеты, и в связи с этим природная среда в значительной степени адаптировалась к воздействиям землетрясений, правда эти адаптации были достаточно продолжительными с точки зрения человека, но природная среда все-таки "залечивала" раны, нанесенные землетрясениями. Однако в современных условиях при колоссальной индустриализации человеческой деятельности, росте численности населения человечества, активного строительства, росте городов, увеличении плотности населения в отдельных регионах, нарушении в функционировании природных экосистем и тем более антропогенных систем, в частности урбосистем влияние землетрясений на ускорение глобального экологического кризиса становится все более значимым.

Глава 2. Обследования последствий землетрясений

2.1 Основные виды и задачи обследований

Обследования и оценка последствий землетрясений производятся для многих целей, имеющих как общие, так и специфические задачи. При сильных землетрясениях на основании визуальных осмотров, в том числе с летательных аппаратов и по аэрокосмоснимкам, выполняют следующие виды работ и исследований.

1. Обзорное обследование и оценка масштаба стихийного бедствия с целью принятия срочных оперативных действий по спасению людей и имущества; предотвращения возможных экологических катастроф и пожаров; обеспечения охраны государственного и личного имущества, общественного порядка; оценки необходимых сил и средств, требующихся для жизнеобеспечения пострадавшего населения; планирования дальнейших действий и работ по минимизации ущерба и ликвидации последствий землетрясения. Для получения необходимой информации МЧС и/или его региональные подразделения организуют вертолетный облет или объезд на автомашинах эпицентральной зоны и телефонный опрос глав администраций и своих представителей в более удаленных от эпицентра населенных пунктах. К этой работе могут быть привлечены сейсмологи, геологи, экологи, строители, медики и другие специалисты, необходимые в конкретных условиях.

Во ВНИИ по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций Федерального центра науки и высоких технологий создана ТИС "Экстремум" (занявшая первое место в мире в своем классе), позволяющая в случае возникновения разрушительного землетрясения в любой точке земного шара уже через 2 ч определить возможные человеческие потери, количество сил и средств, необходимых для жизнеобеспечения пострадавшего населения. ГИС "Экстремум" находится на круглосуточном дежурстве и обеспечивает информацией правительства 22 стран Европейского сообщества- Созданная в федеральном центре территориально распределенная система приема и обработки авиационно-космической информации охватывает весь Евроазиатский континент. Полученную от ГИС "Экстремум" информацию используют в первую очередь для предварительной оценки общего масштаба сейсмической катастрофы.

2. Выявление и уточнение количества пострадавших и оставшихся без крова жителей для организации их медицинского обслуживания, обеспечения продуктами питания, жильем, одеждой. Количество и состав бригад для выполнения этой работы определяют йа основании информации, полученной от ГИС "Экстремум" или при обзорном обследовании, однако оказывать первую медицинскую помощь нужно немедленно, в предельно сжатые сроки, не ожидая пребытия спасателей. Уже через 1 ч после землетрясения 40 % общего числа людей, получивших тяжелые травмы и не получивших первой медицинской помощи, относятся к безвозвратным потерям, через 3 ч — 60 %, через 6 ч ~ 95 %.

3. Обследование и оценка состояния объектов жизнеобеспечения населения (вода, электроэнергия, канализация, газ, очистные сооружения, средства связи, дороги) на предмет их безаварийного функционирования и при необходимости подготовки мероприятий по их быстрому восстановлению. В этом и последующих случаях может производиться оперативное и детальное обследование. Оперативное обследование — визуальный осмотр и опрос специалистов с целью оценки возможности безаварийного, в том числе временного, функционирования конкретного объекта без ремонта. Детальное обследование производится в случае серьезного повреждения объекта или его части. При этом составляется анкета (паспорт), подробно описывается характер повреждения с приложением схем, эскизов, результатов замеров, фотоматериалов и другой документации, необходимой для разработки проекта восстановления, усиления или принятия другого решения.

4. Обследование и оценка состояния жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений на предмет возможности их безаварийной эксплуатации.

5.Обследование, оценка и документирование повреждений конкретных зданий и сооружений с целью частичного или полного возмещения ущерба их владельцам страховыми компаниями или государством.

6. Обследование, оценка и документирование повреждений зданий и сооружений с целью составления проектов и смет на их восстановление и ремонт или принятия решения о сносе.

7. Выявление на основе анализа проведенных обследований наиболее удачных и неудачных конструктивных и планировочных решений зданий и сооружений, наиболее хорошо и плохо показавших себя строительных материалов с целью последующей корректировки соответствующих стандартов.

8. Оценка общего экономического ущерба, связанного с факто произошедшего землетрясения: повреждение и разрушение зданий; ранение и гибель людей; жизнеобеспечение пострадавшего населения; спад деловой активности (промышленное производство, торговля, туризм, общественные мероприятия и др.); охрана общественного порядка; восстановление разрушенного хозяйства; лечение и реабилитация пострадавших и т. д. [30].

9. Количественная оценка сотрясаемости на всей территории, где землетрясение ощущалось людьми или проявилось в виде реакций зданий, сооружений, предметов или земной поверхности, с целью составления карты изосейст, уточнения параметров землетрясения, геодинамического режима района и положения сейсмогенерирующих разломов, совершенствования карт общего и детального сейсмического районирования, проверки и совершенствования методов прогноза землетрясений, решения других научных и практических задач, в том числе в рамках международного сотрудничества.

10.Детальное (поквартальное) обследование реакции зданий, сооружений, людей и предметов в пределах застроенных территорий с целью уточнения существующих или составления новых карт сейсмического микрорайонирования, совершенствования методики СМР.

Все виды обследований должны быть проведены быстро, так как информация теряется с каждым днем, а объективные результаты обследования чрезвычайно важны как для принятия срочных мер по ликвидации последствий землетрясения, так и для практического и научного использования в дальнейшем.

Достоверность и качество информации зависят, в частности, от квалификации и степени подготовленности обследователей, обеспечении их необходимой документацией, транспортом, средствами связи. Обследователи должны знать также правила техники безопасности. Необходимо учитывать, что поврежденные здания могут частично или полностью самопроизвольно разрушиться, особенно при наличии повторных толчков; сейсмодеформации (оползни, обвалы, камнепады, лавины и др.) могут возникать не только в момент землетрясения, но и несколько позже.

Ниже рассматриваются методы получения макросейсмической информации, используемой для решения задач общей и инженерной сейсмологии.

2.2 Обследование и оценка распределения макросейсмического эффекта в пределах всего макросейсмического поля

Макросейсмическая информация — ценнейший материал как для развития общей и инженерной сейсмологии, так и для решения практических задач, связанных с хозяйственным освоением и " застройкой территорий. Сбор объективных макросейсмических данных, особенно по сильным землетрясениям задача государственной важности. Поэтому сразу после сильного землетрясения одна из государственных организаций, имеющая на это полномочия (например, специализированный отдел одного из институтов РАН или МЧС), создает штаб для организации макросейсмических обследований. К работе могут привлекаться сотрудники академических и научно-исследовательских институтов, вузов, проектных и других организаций (сейсмологи, геологи, строители), имеющие опыт проведения макросейсмических обследований или прошедшие специальное обучение.

Штаб формирует бригады для проведения обследований (по 2-4 чел. каждая в зависимости от поставленных задач), разрабатывает схемы маршрутов каждой бригады, указывает населенные пункты, подлежащие обследованию, обеспечивает обследователей транспортом, необходимой документацией (карты, командировочные удостоверения, полномочия на получение информации у административных органов и населения и др.), организует телефонный опрос для получения сведений о проявлении землетрясения в удаленных от эпицентра населенных пунктах, получает, обрабатывает и анализирует (совместно с обследователями) поступающую информацию.

Для макросейсмического обследования крупных городов с целью составления в будущем или уточнения существующих карт СМР могут создаваться отдельные (автономные) группы обследователей, состоящие, главным образом, из специалистов строительного профиля, однако штаб осуществляет общее методическое руководство, получает и использует собранную ими информацию.

В первую очередь обследуется эпицентральная зона, так как здесь информация теряется очень быстро (разрушаются дома, не подлежащие ремонту, убираются завалы, нивелируются и засыпаются сейсмодислокации и т. д.). В этот момент важно получить при возможности первичные видео- и фотоматериалы с указанием их точного адреса.

Общее количество участников обследования зависит от масштабов стихийного бедствия и работ, которые им предстоит выполнить. Например, при Дагестанском землетрясении 1970 г. макро-сейсмическое обследование проводили 22 чел. (в разные промежутки времени от 8 до 14 чел. одновременно), не считая бригад, выполнявших поквартальное обследование территории г. Махачкалы. Обследование проходило по маршрутам, общая протяженность которых составила 5 тыс. км, и при посещении 250 населенных пунктов. По 150 населенным пунктам сведения были получены путем опросов. Общая площадь, по которой были собраны данные для составления карты изосейст, составила 432,5 тыс. км2, в том числе площадь зон (тыс. км2): 7 баллов— 3,5; 6 баллов — 12; 5 баллов — 37; 4 балла — 380.

Страницы: 1, 2