Читать книгу История аварий и катастроф - Александра Терешкова - Страница 8

Землетрясение можно рассматривать как многофакторное явление, оставляющее за собой многогранный след. И пока человечество не научилось предсказывать время и место возникновения землетрясения, оно не сможет эффективно им управлять и использовать энергетические ресурсы этого явления. В данной ситуации в памяти человечества откладываются лишь негативные проявления землетрясений. К ним следует отнести: природно-экологические, социально-экономические, природно-антропогенные.

Наиболее изучены и наглядно отражают сейсмическую опасность социально-экономические потери. За последние десятилетия учтенные экономические потери от землетрясений возросли на порядок и достигают около 200 млрд долл. за десятилетия. Если в предшествующее десятилетие в эпицентральной зоне, например, 8-балльного землетрясения средний убыток в расчете на одного жителя составлял 1,5 тыс. долл., то теперь он достигает более 30 тыс. долл. Естественно, что с повышением балльности (и магнитуды) возрастают площади пораженных территорий, а следовательно, и ущерб.

Число жертв землетрясений на земном шаре увеличивается. За последние 50 лет от них на Земле погибли 4,5 млн человек, т. е. ежегодно землетрясения уносят в среднем 9 тыс. человеческих жизней. Однако в период 1947–1976 гг. средние потери составляли 28 тыс. человек в год. С точки зрения как экологических, так и социальных последствий не менее важен и тот факт, что число раненых (включая тяжелораненых) обычно во много раз превышает число погибших, а число оставшихся бездомными превышает количество прямых жертв на порядок и более. Так, в зонах полного разрушения зданий (зоны 8 баллов и выше) количество жертв может составлять 1–20 %, а раненых – 30–80 %.

Воздействие сейсмических явлений на население включает как прямой социальный (гибель людей, их травматизм, потеря крова в условиях нарушения систем жизнедеятельности и т. п.), так и косвенный социальный ущерб, тяжесть которого зависит от размеров прямого и обусловлена резким на фоне материальных потерь изменением морально-психологической обстановки, спешным перемещением больших масс людей, нарушением социальных связей и социального статуса, сокращением трудоспособности и падением эффективности труда оставшихся в живых, частью отвлеченных от привычной индивидуальной и общественной деятельности. Сильное землетрясение, особенно в больших городах и в густонаселенных районах, неизбежно ведет к дезорганизации жизнедеятельности на тот или иной срок.

В рамках экологических проблем сильные землетрясения вызывают вторичные последствия. Из них отметим (на фоне повреждения и гибели ландшафтных и культурных памятников и нарушения среды обитания) возникновение эпидемий, рост заболеваемости и нарушение воспроизводства населения, сокращение пищевой базы (гибель запасов, потеря скота, вывод из строя или ухудшение качества сельскохозяйственных угодий), неблагоприятные изменения ландшафтных условий (например, оголение горных склонов, заваливание долин, гидрологические и гидрогеологические изменения), ухудшение качества атмосферного воздуха из-за туч поднятой пыли и появления аэрозольных частиц в результате пожаров, снижение качества воды, а также качества и емкости рекреационно-оздоровительных ресурсов.

Воздействие сильных землетрясений на природную среду (геологическую среду, ландшафтную оболочку) может быть весьма разнообразным и значительным, хотя в большинстве случаев ареал (зона) изменений не превышает 100–200 км.

Среди прямых, наиболее выразительных и значимых воздействий выделим следующие:

1) геологические, гидрологические и гидрогеологические, геофизические, геохимические, атмосферные, биологические;

2) природно-техногенные последствия, сказывающиеся на природной среде охваченного землетрясением района в результате нарушения (разрушения) искусственно созданных сооружений (объектов). Сюда можно отнести:

• пожары на объектах антропогенной среды, ведущие к экологическим последствиям;

• прорыв водохранилищ с образованием водяного вала ниже плотин;

• разрывы нефте-, газо- и водопроводов, разлитие нефтепродуктов, утечка газа и воды;

• выбросы вредных химических и радиоактивных веществ в окружающую среду вследствие повреждения производственных объектов, коммуникаций, хранилищ;

• нарушение надежности и безопасного функционирования военно-промышленных и военно-оборонительных систем, спровоцированные взрывы боеприпасов.

Приведенный список последствий землетрясений не полон, особенно в отношении отдаленных, часть из них нам еще неизвестна. Но и среди перечисленных некоторые не имеют пока достаточно определенных количественных характеристик и, соответственно, не могут быть оценены по степени опасности и объему причиняемого ущерба с необходимой полнотой и надежностью.

Лучше других известны геологические признаки, для которых в настоящее время можно привести количественные характеристики в соотношении с силой землетрясений. Представление о размерах очагов (в проекции на земную поверхность) для землетрясений различной силы дают табл. 2.3 и 2.4.

Размеры очагов землетрясений примерно определяют и ареалы разрушительных последствий. Эти ареалы могут охватывать площади в сотни и тысячи, а при самых сильных землетрясениях – в десятки тысяч квадратных километров.

Таблица 2.3

Размеры очагов землетрясений

Таблица 2.4

Зоны различной интенсивности сейсмических воздействий

Многочисленные и существенные нарушения ландшафтной среды (и, конечно, биосферы) не могут не повлечь за собой нарушений экологических условий на этих и прилегающих площадях. Наиболее значимые и легко выявляемые выражаются в уничтожении растительного покрова, местообитания животных (а подчас и их самих, равно как и людей), в нарушениях традиционных местообитаний и наземных миграционных путей, изменении водного режима, перераспределении водных запасов, ухудшении качества кормовых угодий и т. д.

Последствия сейсмического воздействия на здания и сооружения определяются, кроме интенсивности (балльности) землетрясения, типом здания, конструктивным решением и используемыми строительными материалами.

Анализ последствий землетрясений показывает, что здания различной конструкции получают следующие повреждения, если сейсмическое воздействие превышает расчетные (для зданий, запроектированных с учетом требований [9]) или здания не имели антисейсмических усилений.

В каркасных зданиях преимущественно разрушаются узлы каркаса. Особенно сильные повреждения получают основания стоек и узлы соединений ригелей со стойками, если размеры последних недостаточны и они не имеют усилений в виде вутов. Отсутствие вутов в ригелях приводит к разрушению узлов и к искажению формы здания, а иногда – его обрушению.

Разрушение стоек происходит в сечении у фундаментов, реже – у ригеля. Арматура выпучивается наружу, бетон по всему сечению дробится, а стойки укорачиваются.

В малоэтажных зданиях, если стены расположены вплотную снаружи стоек каркаса и опираются на фундаментные балки, в результате соударений в стенах появляются трещины, а иногда они полностью разрушаются.

В крупнопанельных и крупноблочных зданиях наиболее ответственными являются места стыковых соединений панелей и блоков между собой и с перекрытиями. Когда связи стыковых соединений недостаточны, отмечаются случаи взаимного смещения панелей, раскрытия вертикальных стыков, отклонения панелей и даже их обрушение. Крупноблочные здания выдержали сильные землетрясения в более чем 7 баллов в Петропавловске-Камчатском в 1959 и 1971 гг., получив повреждения в виде трещин.

В зданиях с несущими каменными стенами возникают косые и Х-образные трещины в простенках и глухих стенах, вертикальные трещины – в местах сопряжения продольных и поперечных стен (возможно выпадение стен наружу), трещины в местах заделки железобетонных перемычек; возможны сдвиг железобетонных перемычек, а также повреждение антисейсмического пояса.

В зданиях с несущими стенами из местных материалов (сырцовый кирпич, глиносаманные блоки и др.) разрушения носят катастрофический характер. Особо низкой устойчивостью обладают печи и дымовые трубы, разрушение которых часто вызывает пожары.

В деревянных зданиях (рубленых, сборно-щитовых, каркасно-заборных) повреждения стен при землетрясениях незначительны. Характерные повреждения в рубленых домах – щели в углах, в то время как каркасно-щитовые здания повреждаются более сильно. В каркасно-заборных домах из-за перекоса короткие бревна выходят из пазов и во многих домах наблюдается выпадение стен.

Наиболее существенные повреждения деревянных домов происходят при сдвиге по цоколю. Конструкции зданий можно расположить по убывающей сейсмостойкости в такой последовательности: каркасные, крупнопанельные, деревянные рубленые и сборно-щитовые, с несущими каменными стенами, со стенами из местных материалов.

Общее воздействие землетрясений различной балльности на поверхность земли и некоторые инженерные сооружения:

6 баллов. На сырых грунтах возможны видимые трещины шириной до 1 см, в горных районах отдельные случаи оползней. Возможны изменения дебита источников и уровня воды в колодцах;

7 баллов. В отдельных случаях оползни проезжей части дорог на крутых склонах и трещины на дорогах. Нарушения стыков трубопроводов. Возможны изменения дебита источников и уровня воды в колодцах. Иногда возникают новые или пропадают существующие источники воды. Отдельные случаи оползней на песчаных или гравелистых берегах рек;

8 баллов. Небольшие оползни на крутых откосах выемок и насыпей дорог, трещины в грунтах достигают нескольких сантиметров. Возможно возникновение новых водоемов. Во многих случаях изменяются дебит источников и уровень воды в колодцах. Иногда пересохшие колодцы наполняются водой или существующие иссякают;

9 баллов. Значительные повреждения берегов искусственных водоемов, разрывы частей подземных трубопроводов. В отдельных случаях искривление рельсов и повреждение проезжих частей дорог. На равнинах – наводнения; часто заметны наносы песка и ила. Трещины в грунтах достигают 10 см, а по склонам и берегам – свыше 10 см. Кроме того, большое количество тонких трещин в грунтах. Частые оползни грунтов, обвалы горных пород. На поверхности воды большие волны;

10 баллов. Опасные повреждения плотин и дамб. Серьезные повреждения мостов. Искривление железнодорожных рельсов. Разрывы или искривления подземных трубопроводов. Дорожные покрытия и асфальт образуют волнообразную поверхность. Трещины в грунте шириной несколько десятков сантиметров и в некоторых случаях до одного метра. Параллельно руслам водных потоков появляются широкие разрывы. Осыпание рыхлых пород с крутых склонов. Возможны большие оползни на берегах рек и крутых морских побережьях. В прибрежных районах перемещаются песчаные и илистые массы. Выплескивание воды в каналах, озерах, реках. Возникновение новых озер;

11 баллов. Серьезные повреждения мостов, плотин и железнодорожных путей. Шоссейные дороги приходят в негодность. Разрушение подземных трубопроводов. Значительные деформации почвы в виде широких трещин, разрывов и перемещений в вертикальном и горизонтальном направлениях. Многочисленные горные обвалы;

12 баллов. Изменение рельефа местности. Сильное повреждение или разрушение практически всех наземных и подземных сооружений. Радикальное изменение земной поверхности. Наблюдаются значительные трещины в грунтах с обширными вертикальными и горизонтальными перемещениями, горные обвалы и обвалы берегов рек на больших площадях. Возникают озера, а иногда водопады. Изменяются русла рек.

Реакция людей при землетрясениях, по имеющимся статистическим данным, такова: при землетрясении в 6 баллов многие люди, находящиеся в зданиях, пугаются и выбегают на улицу, некоторые теряют равновесие; при 7 баллах многие люди с трудом удерживаются на ногах; при 8 баллах – испуг и паника. Испытывают беспокойство даже водители транспортных средств; при 9 баллах наблюдается всеобщая паника.

Значительную роль играют предупреждения населения о возможных землетрясениях. Хотя надежность их прогнозирования в настоящее время невелика, однако известны примеры, когда прогноз имел реальное значение.