Главные меры (усилия) человека по борьбе с авариями и катастрофами должны быть направлены на их профилактику и предупреждение. Принятые меры либо полностью исключают, либо локализуют техногенные аварии и катастрофы. В основе таких мер лежит обеспечение надежности технологического процесса.

• Выполнение требований государственных стандартов и строительных норм и правил, которые направлены на то, чтобы максимально исключить возможность аварии.
• Жесткая производственная дисциплина. Точное выполнение технологических процессов. Использование оборудования в строгом соответствии с его техническим назначением.
• Дублирование и увеличение запасов прочности важнейших элементов производства.
• Чёткая организация службы инспекции контроля и безопасности.
• Тщательный подбор кадров, повышение практических знаний в объёме выполняемой работы.
• Оценка условий производства с точки зрения возможности возникновения аварии.

Итак, мы увидели, что техногенные катастрофы детерминированы человеческим фактором, поэтому должна проводиться работа по их профилактике: вестись тестирование техники (механизмов, инженерных сетей) на вопрос её износа, проверяться дисциплина и профессионализм обслуживающего персонала.

Поскольку полностью предотвратить возможность техногенной катастрофы нельзя, то необходимо предусмотреть мероприятия по своевременному оповещению о её возможном начале, планы её локализации, эвакуации населения из пострадавшего района и организация помощи пострадавшим и выжившим в зоне катастрофы.

Возможные техногенные катастрофы в городе Магнитогорск Челябинской области

• Федеральный закон № 68 от 21 дек. 1994 года «О защите населения от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера »
• постановление РФ от 21 мая 2007 г. № 304 «О классификации ЧС природного техногенного характера »
• закон № 114 по Челябинской области «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера » от 29.05.1997г.
• Постановление от 10.04.2001 г. «О создании центра мониторинга и прогнозирования ЧС природного и техногенного характера »

Еще в 2002 году Постановлением Главы города Магнитогорска был утверждён «Перечень техногенных и природных чрезвычайных ситуаций, характерных для г. Магнитогорска » , с указанием места возможного возникновения, зоны возможного поражения и сил, привлекаемых для устранения катастрофы:

Перечень довольно большой. И большая часть этих объектов представляет не только экономическую и социальную значимость, но и потенциальную опасность для здоровья и жизни людей. Несмотря на относительно благополучную статистику последних лет, существует реальная угроза возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на территории города.

Это обусловлено действием ряда объективных и субъективных факторов: наличием потенциально опасных объектов; износом основных производственных фондов в промышленности и инженерных системах города; стихийными природными явлениями и рисками, возникающими в процессе хозяйственной деятельности либо связанными с накопленным экологическим ущербом.

Город Магнитогорск, благодаря особенностям своего географического положения и розы ветров, может быть подвержен следующим техногенным катастрофам в результате чрезвычайных происшествий на промышленных предприятиях города и других хозяйственных объектах:

• Выброс аммиака и хлора, который может усугубиться пожарами и задымлением из-за возгорания взрывчатых веществ.
• Заражение близлежащих территорий ядовитыми веществами, используемыми в птицеводческом комплексе и на других предприятиях.
• Розлив серной и соляной кислоты.
• Взрывы из-за утечки керосина, ГСМ и природного газа.
• Прорыв Верхнеуральской плотины.

Таким образом, в создавшихся условиях угроза возникновения техногенной катастрофы на территории города Магнитогорска довольна значительна. Каждому типу катастрофы присущи свои особенности, характер поражений, объем и масштабы разрушений, величина бедствий и человеческих потерь.

Знание причин возникновения катастроф техногенного характер а позволяет при заблаговременном принятии мер защиты, при разумном поведении населения в значительной мере снизить все виды потерь. Все население должно быть готово к действиям в экстремальных ситуациях, уметь владеть способами оказания первой медицинской помощи пострадавшим.

Современный мир меняется с жуткой скоростью. Для обеспечения условий развития науки и техники строятся новые предприятия со сложными технологическими процессами. Эти новые технологические комплексы несут в себе нешуточную экологическую опасность. Ведь очень часто ученые и инженеры используют радиоактивные и сложные по составу химические вещества.

И хотя меры безопасности на таких предприятиях могут быть беспрецедентными, нужно, все таки, учитывать человеческий фактор. Человеку свойственно делать ошибки и уничтожать все вокруг себя.

В фантастических романах и кинофильмах можно часто увидеть специальные приборы, которые могут отследить опасные химические вещества и определить уровень загрязнения окружающей среды. До недавнего времени это было действительно лишь фантастикой. Да и многие писатели-фантасты до сих пор используют в своих произведениях такие «новшества» в качестве дополнительных «фишек». Многие не знают о том, что теперь различить на расстоянии утечку газа или токсичное вещество вполне возможно.

Заслуга разработки специальной камеры Excelis LWIR HIS принадлежит компании, название которой лежит в основе названия камеры – Excelis. Специалисты компании, работающие в области оборонных и информационных технологий, испытали первую в мире длинноволновую инфракрасную гиперспектральную камеру.

Применение камеры открывает широкие перспективы для военной и гражданской техники. Даже не смотря на текущие недостатки с системой охлаждения сенсоров, которые выявлены в ходе испытаний, сфера применения камер весьма внушительна. Сенсоры камеры способны охватить широкие площади и обнаружить целый ряд известных токсических веществ и даже взрывчатки, если она находится неглубоко под землей.

В данноевремя идет обработка полученных данных во время испытаний, но уже с уверенностью можно сказать, что компания Excelis будет продолжать свои разработки и совершенствовать систему, чтобы можно было выпускать портативные комплексы и устанавливать камеры на летательные аппараты, в том числе и беспилотные.
Сейчас проходят интенсивные работы по оснащению камер необходимым программным обеспечением, чтобы получить возможность обработки данных в режиме реального времени. Чтобы летательный аппарат мог передавать готовую информацию о найденных источниках опасности.

Применение камер даст возможность вести мониторинг состояния газопроводов, окружающего пространства вокруг технологических предприятий и даже можно будет проводить антитеррористические операции по обнаружению взрывчатых веществ. В скором времени, с применением камер Excelis, мир станет намного безопасней. Появляется реальная возможность предупредить техногенные катастрофы, а не реагировать только на происшедшие, сожалея о жертвах и причиненном уроне.

Cамое страшное происходит в том случае, когда имеет место техногенная катастрофа. Чаще всего это происходит по вине человека. Постоянная бесхозяйственность, безалаберность, отсутствие элементарной ответственности может привести порой к ужасающим последствиям. Именно поэтому, тема Техногенной катастрофы является более чем актуальной в настоящее время

Введение. ……………………………………………………………. 3 стр.
1.Техногенная катастрофа и её виды. ……………………………… 4 стр.
2.Причины и последствия техногенных аварий. …………………… 7 стр.
3.Меры и средства предотвращения техногенных аварий. ……… 15 стр.
Заключение. ………………………………………………………. 19 стр.
Список используемой литературы. …………………………….. 20 стр.

Работа содержит 1 файл

13 ноября 2002 года во время сильного шторма у берегов Испании нефтяной танкер «Престиж», перевозивший 77 000 тонн горючего, получил повреждения. В результате шторма «Престиж» сломался пополам, и 20 миллионов галлонов (более 75 тысяч кубических метров) мазута вылились в море. Устранение последствий этой катастрофы обошлось в 12 миллиардов долларов США.

1 февраля 2003 года во время возвращения на Землю взорвался космический шаттл «Колумбия». Причиной аварии стал отлетевший фрагмент обшивки термозащиты. Стоимость самого шаттла составляла 2 миллиарда долларов США. На расследование катастрофы была потрачена сумма в 500 миллионов долларов США, что сделало это расследование самым дорогостоящим в истории авиации. Общая стоимость катастрофы, согласно данным NASA, составила 13 миллиардов долларов США.

26 августа 2004 года на мосту в Германии автомобиль столкнулся с бензовозом, который перевозил 32 тысячи литров топлива. В итоге бензовоз вылетел на ограждение, упал с высоты 90 футов и взорвался, повредив мост. Ремонт моста обошелся в 40 миллионов долларов США, а на его полную замену понадобилась сумма в 318 миллионов долларов США.

23 февраля 2008 года произошел самый дорогой несчастный случай в истории авиации. «B-2 Spirit» (Stealth Bomber) рухнул на землю вскоре после вылета с военной базы на острове Гуам. Следователи пришли к выводу, что причиной аварии стал сбой в системе управления полетом, произошедший из-за попадания влаги. Всего на вооружении ВВС США осталось 20 таких самолетов. Оба пилота успешно катапультировались.

12 сентября 2008 года в Калифорнии пассажирский поезд компании «Метролинк» столкнулся с грузовым составом компании «Юнион Пасифик». Причиной аварии стала невнимательность машиниста «Метролинк», отвлекшегося на SMS, из-за чего поезд проехал на красный свет. В результате 25 человек погибло, а денежные потери компания «Метролинк» составили 500 миллионов долларов США, включая выплаты родственникам погибших пассажиров.

В конце уходящего века техногенные катастрофы происходят гораздо чаще, чем в начале. И это, с одной стороны, явно связано со стремительным развитием научно-технического прогресса, создающего "технические шедевры" с точки зрения мощности, вариантов электронного управления, скоростей и тому подобное. Техногенные катастрофы - страшная дань, которую человечество платит за прогресс. Они происходят с учащающейся периодичностью и с кровавыми последствиями, верхний предел которых никто не в состоянии представить.

Для обеспечения безопасности, в частности на производстве, во многих странах разрабатываются специальные законодательные акты, директивы, стандарты, регламентирующие правила и мероприятия по предупреждению аварийных ситуаций. Во всех высокоразвитых странах в последние годы уделяется все большее внимание совершенствованию системы подготовки кадров, особенно руководителей высоко рискованных производств, разнообразных служб безопасности, экспертизы и страхования.

3.Меры и средства предотвращения техногенных аварий.

При крупных авариях и катастрофах организация работ по ликвидации последствий проводится с учетом обстановки, сложившейся после аварии или катастрофы, степени разрушения и повреждения зданий и сооружений, технологического оборудования, агрегатов, характера аварий на коммунально-энергетических сетях и пожаров, особенностей застройки территории объекта и других условий.

Работы по организации ликвидации последствий аварий и катастроф проводятся в сжатые сроки: необходимо быстро спасти людей, находящихся под обломками зданий, в заваленных подвалах, и оказать им экстренную медицинскую помощь, а также предотвратить другие катастрофические последствия, связанные с гибелью людей и потерей большого количества материальных ценностей.

С возникновением аварии или катастрофы начальник гражданской обороны на основании данных разведки и личного наблюдения принимает решение на ликвидацию последствий и ставит задачи формированиям.

Начальники участков руководят спасательными и неотложными аварийно-восстановительными работами. Они указывают командирам формирований наиболее целесообразные приемы и способы выполнения работ, определяют материально-техническое обеспечение, сроки окончания работ и представляют донесения об объеме выполненных работ, организуют питание, смену и отдых личного состава формирований.

Мероприятия по предупреждению крупных аварий и катастроф. Крупные производственные аварии и катастрофы наносят большой ущерб народному хозяйству, поэтому обеспечение безаварийной работы имеет исключительно большое государственное значение. Современное промышленное предприятие является сложным инженерно-техническим комплексом. Успех его работы во многом зависит от состояния других предприятий отрасли, объектов смежных отраслей, обеспечивающих поставки по кооперации, а также от состояния энергоснабжения, транспортных коммуникаций, связи и т. п. Мероприятия по предупреждению аварий и катастроф являются наиболее сложными и трудоемкими. Они представляют комплекс организационных и инженерно-технических мероприятий, направленных на выявление и устранение причин аварий и катастроф, максимальное снижение возможных разрушений и потерь в случае, если эти причины полностью не удается устранить, а также на создание благоприятных условий для организации и проведения, спасательных и неотложных аварийно-восстановительных работ.

Наиболее эффективным мероприятием является закладка в проекты вновь создаваемых объектов планировочных, технических и технологических решений, которые должны максимально уменьшить вероятность возникновения аварий или значительно снизить материальный ущерб в случае, если авария произойдет. Так, для снижения пожарной опасности предусматривается уменьшение удельного веса сгораемых материалов. При проектировании новых и реконструкции существующих систем водоснабжения учитывается потребность в воде не только для производственных целей, но и для случая возникновения пожара. Подобные решения разрабатываются и по другим элементам производства. Учитываются - требования охраны труда, техники безопасности, правила эксплуатации энергетических установок, подъемно-кранового оборудования, емкостей под высоким давлением и т. д.

Таким образом, эти мероприятия разрабатываются и внедряются комплексно, с охватом всех вопросов, от которых зависит безаварийная работа объектов, с учетом их производственных и территориальных особенностей, с привлечением всех звеньев управления производственной деятельностью.

Средства предотвращения техногенных аварий:

1.Средства взрывозащиты герметичных систем .

Любое оборудование повышенного давления должно быть укомплектовано системами взрывозащиты, которые предполагают:

Применение оборудования, рассчитанного на давление взрыва;

Применение гидрозатворов, огнепреградителей, инертных или паровых завес;

Защиту аппаратов от разрушения при взрыве с помощью устройств аварийного сброса давления (предохранительные мембраны и клапаны, быстродействующие задвижки, обратные клапаны и т.д.).

Взрывозащита систем повышенного давления достигается также организационно-техническими мероприятиями; разработкой инструктивных материалов, регламентов, норм и правил ведения технологических процессов; организацией обучения и инструктажа обслуживающего персонала; контролем и надзором за соблюдением норм технологического режима, правил и норм техники безопасности, промышленной санитарии и пожарной безопасности и т.п.

Трубопроводы . Для того чтобы внешний вид трубопровода указывал на свойства транспортируемой среды, введена их опознавательная (сигнальная) окраска (ГОСТ 1402-69).
Например: вода - зелёный, воздух - синий, щёлочи - фиолетовые и т.д. Для обозначения вида опасности транспортируемого по трубопроводу вещества на его поверхность дополнительно наносят сигнальные кольца. Их число определяется степенью опасности. Кольца предусмотрены: красного цвета - для взрывоопасных; зелёного цвета - для безопасных и нейтральных веществ; жёлтого цвета - для токсичных веществ, а также глубокого вакуума, высокого давления.
Все трубопроводы после монтажа и периодически в процессе эксплуатации подвергаются гидравлическим испытаниям на прочность при пробном давлении на 25% превышающем рабочее, но не менее 0,2 Мпа. Предохранительные устройства. Каждый сосуд или ёмкость должен дополнительно быть снабжён устройством от повышения давления выше допустимого.

В качестве предохранительных устройств применяются:

1) предохранительные мембраны - предельная простота их конструкции характеризует их как самые надёжные из всех существующих средств взрывозащиты, кроме того они практически не имеют ограничений по пропускной способности. Хотя у них есть свои существенные недостатки, что после срабатывания защищаемое оборудование остаётся открытым, что приводит к остановке оборудования и выбросу в атмосферу содержимого аппарата;

2) взрывные клапаны - использование их на технологическом оборудовании даёт возможность устранения негативных последствий, так как после срабатывания и сброса необходимого количества газа через взрывной клапан его сбросное отверстие вновь закрывается, обеспечивая тем самым продолжительность работы оборудования.
К их недостатку следует отнести большую инерционность по сравнению с мембранами, значительную сложность конструкции, а также недостаточную герметичность;

3) пружинные предохранительные клапаны являются самыми распространёнными в настоящее время средством защиты технологического оборудования от взрыва. Однако и они имеют ряд существенных недостатков, в основном определяющихся большой инерционностью как грузовых, так и пружинных конструкций клапанов.

С системами находящимися под давлением, человек сталкивается не только в промышленности, но и в быту. Мы используем ёмкости и трубопроводы, содержащие пожаро- взрыво- опасные среды или среды находящиеся под повышенным давлением, такие как бытовые газовые баллоны, различные косметические распылители, трубопроводы с горячей и холодной водой и т.д.
При эксплуатации данного вида оборудования необходимо соблюдать меры безопасности аналогичные тем, которые соблюдаются и на производственных условиях.

2.Пожарная защита производственных объектов.

Автоматическая пожарная сигнализация является важной мерой предотвращения крупных пожаров, так как время между возникновением пожара и приезда пожарной бригады проходит много, что в большинстве случаев приводит к полному охвату пламенем помещения. Основная задача автоматической пожарной сигнализации - обнаружение начальной стадии пожара, передача извещения о месте и времени его возникновения и при необходимости включения автоматических систем пожаротушения и дымоудаления. Функционально автоматическая пожарная сигнализация состоит из приёмно-контрольной станции, которая через сигнальные линии соединена с пожарными извещателями.
Задача сигнальных извещателей является преобразование различных проявлений пожара в электрические сигналы. Скорость срабатывания автоматической пожарной сигнализации в основном определяется скоростью срабатывания первичных извещателей. В настоящее время наиболее часто используются тепловые, дымовые, световые и звуковые пожарные извещатели. Предотвращение развития пожара зависит не только от скорости его обнаружения, но и от выбора средств и способов пожаротушения. Выбор средств и способов пожаротушения.

Для подавления процесса горения можно снижать содержание горючего компонента, окислителя (кислорода воздуха), снижать температуру процесса или увеличить энергию активации реакции горения. В соответствии с этим в настоящее время при тушении пожаров используют один из следующих основных способов:

Изоляция очага горения от воздуха или снижение путём разбавления воздуха негорючими газами, концентрации кислорода в воздухе до значения, при котором не может происходить процесс горения;

Охлаждение очага горения ниже определённых температур (температур самовоспламенения, воспламенения и вспышки горючих веществ и материалов);

Интенсивное ингибирование (торможение) скорость химической реакции окисления;

Механический срыв пламени в результате воздействия на него сильной струи газа или жидкости;

Создание условий огнепреграждения, при которых пламя вынуждено распространяться через узкие каналы.

Для реализации перечисленных способов тушения пожаров используют различные огнетушащие вещества. К ним относятся в первую очередь вода самый дешёвый и доступный материал, песок, пожарные щиты с оборудованием, огнетушители являются одним из наиболее эффективных первичных средств пожаротушения, инертные разбавители применяются для объёмного тушения, последнее время для тушения пожаров всё более широко применяют огнетушащие порошки. Многие огнетушащие вещества, применяемые в автоматических системах пожаротушения, повреждают технологические установки. Поэтому выбор типа огнетушащего вещества должен определяться не только скоростью и качеством тушения пожара, но и необходимостью обеспечить минимальное суммарное повреждение, которое может быть причинено зданию и оборудованию.

Заключение.

Развитие науки, техники и технологии вызывает непредвиденные последствия. Побочные результаты научно-технического прогресса создают серьезные угрозы жизни и здоровью, состоянию генетического фонда людей. Увеличилось вероятность возникновения чрезвычайных ситуаций техногенного характера.
Немалую провоцирующую и стимулирующую роль в амбициях человека по отношению к природе сыграли технический прогресс, особенно бурный в ХIХ-ХХ столетиях, интенсивное развитие промышленно-энергетического потенциала, что привело к существенному повышению материального уровня жизни людей, ее комфортности. Следует отметить, что до последнего времени редко кто задумывался над опасными необратимыми последствиями этого процесса. Поставив перед собой задачу покорения природы, пользования благами все новых и новых технических достижений за счет ее нещадной эксплуатации, человечество, по существу, вступило на гибельный путь и пока еще продолжает по нему идти, несмотря на предостережения. Первый звонок-предостережение земляне получили в 1912 г. с гибелью «непотопляемого "Титаника"», второй - в 1986 г. (Чернобыльская катастрофа). Но в поведении человека этот сигнал тревоги ничего не изменил к лучшему. Остается ждать третьего звонка, но как бы он не стал и последним. Незащищенность человечества во всех функционирующих структурах системы жизнеобеспечения, складывавшейся тысячелетиями, становится угрожающей.
Казалось бы, по мере развития цивилизации опасности и угрозы существованию человечества, странам и народам, лично каждому будут ослабевать. Но происходит обратное. Человек, оставаясь существом разумным, и человечество, обладая коллективным разумом, оказались неспособными осознать складывающиеся реальности, адекватно среагировать на новые угрозы в силу легкомыслия, беспечности, отсутствия информации или других обстоятельств. Именно собственным поведением людей объясняется катастрофичность нынешней ситуации в мире, подошедшем к роковой черте, когда перед цивилизацией встал выбор: либо погибнуть, либо, используя накопленный потенциал, выйти на принципиально иные решения относительно своего существования и развития. За беспечность надо расплачиваться. И в этом плане катастрофы являются не только предостережением, но и возмездием за неразумное, безнравственное поведение.

Сунатулла Сулаймонов
Доктор технических наук, Ташкентский архитектурно-строительный институт, Узбекистан

Нулуфар Хамрабаева
Кандидат технических наук, Ташкентский государственный технический университет, Узбекистан

Надира Мавлянова
Доктор геолого-минералогических наук, Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН, Россия

Аннотация

В связи с ростом урбанизации, с одной стороны, и увеличением количества природных опасностей - с другой, существенно повышается вероятность того, что в зону риска природно-техногенных катастроф будут вовлечены территории, насыщенные сложными инженерными сооружениями. Сейсмическое воздействие может стать причиной серии техногенных катастроф: пожаров, взрывов, выбросов химических и радиоактивных веществ, которые могут нанести урон, сопоставимый с землетрясением, а иногда и намного его превышающий. Системы электроснабжения и газоснабжения городов в результате сильного землетрясения могут иметь катастрофические повреждения и стать потенциальными источниками возникновения пожаров. В статье рассматриваются защитные системы для отключения электроэнергии и газоснабжения при сильных землетрясениях.

Ежедневно в мире происходят сотни катастроф природного и техногенного характера, но землетрясения занимают среди них особое место. Сильное землетрясение происходит внезапно, длится около минуты, и за это время трудно предпринять какие-либо меры для защиты. С развитием урбанизации землетрясения приносят всё бóльшие людские и материальные потери.

Социально-экономические последствия катастрофических землетрясений, произошедших в 2010–2011 годах в Гаити (12 января 2010 года, M = 7,1), Чили (27 февраля M = 8,8) и (11 марта 2011 года, M = 8,9), еще раз напомнили человечеству, что стихийное бедствие может стать причиной серии техногенных катастроф: пожаров, взрывов, выбросов химических и радиоактивных веществ, которые могут нанести урон, сопоставимый с землетрясением, а иногда и намного его превышающий. В результате существенно расширяется зона бедствия, увеличиваются экономические потери, а также ухудшается состояние окружающей среды. В XX веке во всём мире основное внимание в сфере защиты населения уделялось проблеме «восстановления», т. е. ликвидации последствий катастроф, но сегодня наиболее актуальной становится концепция « ». Приоритет «готовности» над «восстановлением» означает, что все действия по защите общества и государства от сильных землетрясений и их последствий должны быть предприняты до очередного землетрясения, которое неизбежно в сейсмоактивной зоне .

Системы электроснабжения и газоснабжения городов в результате сильного землетрясения могут получить катастрофические повреждения и стать потенциальными источниками возникновения пожаров. Так уже бывало при землетрясениях в Кобе, Япония (17.01.1995, М = 6,9) - именно пожаром, возникшим от землетрясения, была уничтожена вся старинная часть города, что также привело к многочисленным жертвам среди населения; землетрясение в Измите, Турция (17.08.1999, М = 7.6) - на местном нефтеперерабатывающем заводе вспыхнул пожар, потребовалось несколько дней для его ликвидации.

Разработка планов мероприятий по предотвращению пожаров - один из важнейших шагов по . Пожары наносят огромный экономический ущерб жизни, имуществу людей и производственным мощностям. Поэтому целесообразно разрабатывать и внедрять технические средства по предотвращению пожаров в разрушенной землетрясением части города. Известно, что причинами возникновения пожаров являются короткие замыкания в сетях электроснабжения и утечка газа из-за нарушений герметичности системы газоснабжений зданий.

Для защиты от техногенных катастроф необходимо снабжать электрические сети и системы газоснабжения техническими средствами, автоматически и автономно отключающими подачу электроэнергии и природного газа. С этой целью авторами разработаны технические решения по предотвращению пожаров в разрушенной землетрясением части города путем мгновенного отключения подачи электрической энергии и природного газа, которые срабатывают при землетрясении с интенсивностью 4–5 баллов по шкале MSK 64.

Известно, что для подачи электрической энергии в жилые и административные здания применяются подстанции с понижающими трансформаторами. В них предусмотрено защитное реле на случай возникновения различных повреждений. В трансформаторах и на их соединениях с другими элементами систем электроснабжения могут возникать следующие повреждения (аварийные режимы): межфазные кроткие замыкания в обмотках и на выводах; однофазные короткие замыкания на землю (корпус) при установке в сетях с заземленной нейтралью и между витками обмотки (витковые замыкания); недопустимое понижение уровня масла. К ненормальным режимам относятся перегрузка и внешние короткие замыкания, приводящие к появлению в обмотках трансформаторов больших токов, особенно при внешних коротких замыканиях, уменьшение уровня масла ниже определенного предела . Однако они не реагируют на .

Для защиты от токов внешних коротких замыканий используют максимальную токовую защиту, действующую так же, как резервная защита при отказе других защит. Кроме того, максимальная токовая защита работает в качестве основной при коротком замыкании в мертвой зоне токовой отсечки, если она установлена. Защиту от токов перегрузки выполняют в виде максимальной токовой защиты в одной фазе. Она действует, как правило, на сигнал с соответствующей выдержкой времени . Она также бездействует при землетрясениях. Для отключения подачи электроэнергии при сейсмическом воздействии авторами разработан сейсмический выключатель. Он устанавливается вместе с реле максимальной токовой защиты. Устройство и принципиальная схема работы сейсмического выключателя подачи электроэнергии от трансформатора приведены на рис. 1.

Рис. 1. Сейсмический выключатель подачи электроэнергии. а - общий вид; б - в рабочем состоянии; 1- корпус; 2 - шток; 3 - пружина; 4 - контакты короткого замыкания; 5 - седло-замыкатель; 6 - воронка; 7 - пластинчатые пружины; 8- шаровидный груз; 9 - крышка.

Сейсмический выключатель действует следующим образом. При землетрясении интенсивностью 4 и более баллов груз 8 под действием силы упругости сбрасывается пластинчатыми пружинами 7 в воронку 6 и под действием гравитационной силы падает на седло-замыкатель 5. При этом мгновенно замыкаются контакты 4 и происходит междуфазное короткое замыкание. Срабатывает реле максимальной токовой защиты трансформатора. Мгновенно отключается подача электрической энергии. Сейсмический выключатель приводится в действие автоматически и автономно. Груз 8 сейсмического выключателя находится в состоянии неустойчивого равновесия. При смещении груза 9 центр его масс опускается. В состоянии покоя груз удерживается силой сопротивления движения. Его значение зависит от величины силы тяжести и геометрической формы груза. В сейсмическом выключателе установлен груз в форме шара. Вес груза принимается с учетом силы упругости пружины и суммарного веса штока и седла-замыкателя. При этом должно выполняться условие G >> F (где G - сила тяжести груза, Н; F - сила упругости пружины, Н). Расчет силы тяжести груза сейсмического выключателя проводится в зависимости от того, при какой интенсивности землетрясения требуется отключать подачу электроэнергии или газа. Для этого задаются условия смещения груза в форме шара, находящегося в состоянии неустойчивого равновесия. Составляется уравнение движения груза:

отсюда после преобразований:

где ã - значение ускорения центра масс груза при интенсивности землетрясения I, балл; ƒ - коэффициент сопротивления движению груза.

Ускорение, которое придают сейсмические толчки массе неструктурного элемента, можно вычислить эмпирической формулой, предложенной авторами работы :

где ã - среднее значение ускорения колебаний поверхности земли, см/с2 ; I - интенсивность землетрясения, балл.

Значение интенсивности I, в свою очередь, зависит: от магнитуды подземного толчка; от расстояния между эпицентром подземного толчка и местом расположения района, где находятся здания; от состава почвы; от уровня подземных вод; от глубины расположения очага подземных толчков . Формулы (3) и (4) запишем в следующем виде:

Определяем значение коэффициента сопротивления движению при интенсивности землетрясения 4 балла по формулам (5, 6):

По формуле (2) определяем значение коэффициента сопротивления движения груза:

Если учесть, что груз в форме шара и пластинчатые пружины (рис. 1) сейсмического выключателя изготовлены из металла, то его чувствительность увеличивается на порядок. Время срабатывания разработанного сейсмического выключателя подачи электрической энергии регулируется в широких диапазонах и определяется следующей формулой:

где h - высота установки груза над седлом-замыкателем, м; g - ускорение свободного падения, g = 9,82 м/с2.

Если принять значение времени срабатывания равным t = 0,1 с, то:

Время срабатывания сейсмического выключателя электроэнергии целесообразно устанавливать на 0,1 с, т. к. продолжительность землетрясений очаговой зоны принята с продолжительностью 2–3 с .

Система газоснабжения зданий предназначена для бесперебойной подачи газа потребителям от источника. Жилые дома чаще всего присоединяются к газопроводам низкого давления (рис. 2). При их отсутствии или недостаточной мощности возможно подключение жилых домов к газопроводам среднего и высокого давления с обязательной установкой газорегуляторного пункта (рис. 2).

Здания состоит из ответвлений дворовых (внутриквартирных) сетей, вводов в здание, внутренних газопроводов, газовых приборов и арматуры. На промышленных сетях предусматриваются также продувочные трубопроводы. Ответвления служат для подачи газа из уличной сети в дворовую. Дворовые газопроводы являются развитым ответвлением и подводят газ к отдельным зданиям и вводам. Вводы предназначены для подачи газа во внутренние газопроводы. Они присоединяются к дворовому газопроводу или непосредственно к ответвлению. Внутренние газопроводы служат для распределения газа между потребителями внутри здания. Ответвление присоединяют к уличной сети в точке, наиболее близкой к газифицируемому зданию или группе зданий. На тротуаре или около красной линии застройки устанавливают запорную арматуру . Как видно из рис. 2, в системе газоснабжения здания при сейсмическом воздействии не отключают подачу газа к потребителям, что является уязвимым местом системы. Для предотвращения утечки газа при сейсмическом воздействии авторами разработана модернизированная система газоснабжения с сейсмическим запорно-предохранительным клапаном. Разработанный сейсмический запорно-предохранительный клапан устанавливается в газорегуляторном пункте (ГРП). На входе и выходе газопровода из ГРП на расстоянии не менее 5 и не более 100 м от него устанавливают отключающие устройства. Однако все предохранительные устройства ГРП не имеют сейсмических запорно-предохранительных клапанов. Устройство предложенного сейсмического запорно-предохранительного клапана ГРП и ГРУ системы газоснабжения зданий города представлено на рис. 3.

Он действует следующим образом. При землетрясении с интенсивностью 5 и более баллов (MSK 64) груз 9 под действием силы инерции, возникающей при сейсмических колебаниях, падает в воронку 7. Под действием гравитационной силы стремительно двигается вниз и нажимает на седло 6. Движение седла 6 через шток передается клапану 2. Клапан 2 плотно закрывает подачу газа в систему газоснабжения зданий. Условия срабатывания сейсмического запорно-предохранительного клапана, время и интенсивность, землетрясения, при которых он должен реагировать, определяются по формулам (2, 9).

Время срабатывания разработанного сейсмического запорно-предохранительного клапана можно менять в широких диапазонах. Целесообразно устанавливать его на 0,1 с.

Прекращение подачи электроэнергии и природного газа в жилые и административные здания во время сейсмического воздействия полностью предотвращает такие техногенные катастрофы, как возникновение пожаров и взрывов. Сейсмический выключатель подачи электрической энергии и сейсмический запорно-предохранительный клапан системы газоснабжения зданий приводятся в действие автоматически и автономно.

Литература

1. Мавлянова Н.Г. Типизация городов Узбекистана для оценки сейсмической уязвимости // Геоэкология. 2014. № 1. C. 56–66.
2. Будзко И.А. Зуль Н.М. Электроснабжение сельского хозяйства. -М.: Агропромиздат, 1990. 496 с.
   Плотникова Л.М., Нуртаев Б.С., Сейдузова С.С.,. Джалалов Д.Б. Оценка сейсмической опасности для г. Ташкента в свете управления сейсмическим риском // Geologiya va mineral resurslar. 1999. № 2. C. 40–45.
3. Плотникова Л.М. О соотношении сейсмических параметров грунтов, определяемых по записям слабых и сильных землетрясений (на примере землетрясений Ташкентской эпицентральной зоны) // Сейсмическое микрорайонирование. - М.: Наука, 1977. С.181–189.
4. Плотникова Л.М. Спектральные и спектрально-временные особенности землетрясений потенциально опасных зон района Чарвакского водохранилища // Районирование сейсмических аспектов. - Ташкент: Фан, 1990. С. 154–168.
5. Кязимов К.Г. Справочник газовика: Справочное пособие. 3-е изд., стер. - М.: Высшая школа; Изд. центр «Академия», 2000. 272 с.

Что такое катастрофы и как с ними бороться

Множество сложнейших природных процессов, сопровождающихся преобразованием энергии, служат движущей силой постоянного изменения облика нашей планеты – ее геодинамики. Эти же процессы вызывают и разрушительные явления на поверхности и в атмосфере Земли: землетрясения, извержения вулканов, цунами, наводнения, ураганы и др.

За последние полвека число природных катастроф возросло в пять раз, а материальный ущерб от них вырос десятикратно. Причины этого явления – стремительный рост численности населения и экономики и выраженная деградация природной среды. Техногенное же воздействие человека на литосферу не только активизирует развитие природных катастрофических процессов, но и приводит к появлению новых – уже техноприродных.

Борьба со стихийными бедствиями является важным элементом государственной стратегии устойчивого развития. При выработке концепции «борьбы с катастрофами» важно понимать, что человек не в состоянии приостановить или изменить ход эволюционных преобразований планеты – он может только с некоторой долей вероятности предсказывать их развитие и иногда оказывать влияние на их динамику. Поэтому в настоящее время на первый план выходят задачи по своевременному прогнозированию природных катастроф и смягчение их негативных последствий

Природные катастрофы – источники глубочайших социальных потрясений, приводящих к массовым страданиям, гибели людей и огромным материальным потерям. В основе увеличения числа природных катастроф лежат глобальные процессы, такие как рост численности населения и экономики земной цивилизации, деградация природной среды и изменение климата. Борьба со стихийными бедствиями является важным элементом государственной стратегии устойчивого развития. Она должна основываться на принципах разумного хозяйственного использования территорий, прогнозировании грозящих опасностей и проведении превентивных мероприятий.

Человек с древнейших времен испытывал страх перед грозными проявлениями могущества природы. Как показывает история нашей цивилизации, многие природные катастрофы сопровождались крупными социальными потрясениями. Гибель Помпей в Италии в результате извержения вулкана Везувий (79 г. н. э.) – не единственный пример того, как процветавшие города приходили в упадок в результате стихийных бедствий, а потом и вовсе исчезали. Известны случаи, когда экономические потери от природных катастроф превышали величину валового национального продукта отдельных стран, в результате чего их экономика оказывалась в критическом состоянии. Например, только прямой ущерб от землетрясения в Манагуа (1972 г.) был равен двукратному размеру годового валового продукта Никарагуа.

Анализ исторических данных свидетельствует, что количество природных катастроф на Земле неуклонно растет: только за последние полвека частота масштабных бедствий увеличилась в пять раз. Связанные же с ними материальные потери возросли почти в десять раз, достигая в отдельные годы 190 млрд дол. США. Ожидается, что к 2050 г. социально-экономический ущерб от опасных природных процессов (при существующем уровне защиты) составит почти половину прироста глобального валового продукта. В России средний ущерб от природно-технических катастроф в настоящее время – около 3 % валового внутреннего продукта.

Во всеобщей проблеме безопасности катастрофические явления рассматриваются как один из важнейших дестабилизирующих факторов, препятствующих устойчивому развитию человечества.

Но что, собственно, означает это понятие – природные катастрофы? Каков механизм их зарождения и развития? Можно ли избежать их разрушительных последствий? И почему, несмотря на непрерывный научно-технический прогресс, человечество продолжает чувствовать себя незащищенным?

Разрушительная энергия

По мнению выдающегося советского ученого-естествоиспытателя В. И. Вернадского, земная поверхностная оболочка не может рассматриваться как область только вещества, это и область энергии.

Действительно, на поверхности Земли и в прилегающих к ней слоях атмосферы идет множество сложнейших процессов, сопровождающихся преобразованием энергии. Среди них эндогенные процессы реорганизации материи внутри Земли и экзогенные взаимодействия вещества внешней земной оболочки и физических полей, а также воздействие солнечной радиации.

Все эти процессы являются движущей силой постоянного преобразования облика нашей планеты – ее геодинамики . И они же вызывают разрушительные явления на ее поверхности и в атмосфере: землетрясения, извержения вулканов, цунами, наводнения, ураганы и др.

Природные катастрофы принято подразделять на типы в зависимости от среды, через которую происходит энергетическое воздействие – через земную твердь, воздушную или водную стихию.

Наиболее страшные из них – это, пожалуй, землетрясения . Мощные ударные волны, вызванные глубинными процессами, приводят к разрывам грунта, что оказывает ужасающее разрушительное воздействие на среду обитания человека. Величина выделяемой при этом энергии иногда превышает 1018 Дж, что соответствует взрыву сотни атомных бомб, подобных той, что была сброшена на Хиросиму в 1945 г.

Наиболее сильно страдает от землетрясений Китай, где они происходят почти ежегодно. Например, еще в 1556 г. в результате ряда мощнейших сейсмоударов погибло 0,8 млн человек (около 1 % населения страны). Только за последнее десятилетие погибло около 80 тыс. жителей Китая, а общий экономический ущерб превысил 1,4 трлн юаней.

В России в последние годы наиболее разрушительным стало землетрясение на севере о. Сахалин в мае 1995 г., которое полностью разрушило пос. Нефтегорск и погубило более 2 тыс. человек.

Но все же самым мощным источником энергии на нашей планете являются вулканы . Выброс энергии при вулканическом извержении может стократно превышать «вклад» самого сильного землетрясения. Ежегодно в результате вулканической деятельности в атмосферу и на поверхность Земли выбрасывается примерно 1,5 млрд т глубинного вещества.

В настоящее время на Земле насчитывается около 550 исторически активных вулканов (каждый восьмой из них находится на российской земле). За историческое время непосредственно вследствие вулканической активности в мире погибло не менее 1 млн человек.

В конце XIX в. произошло одно из крупнейших извержений вулкана Кракатау в Юго-Восточной Азии. Миллионы кубометров вулканического пепла, выброшенного в атмосферу, поднялись на высоту около 80 км. В результате наступила «полярная ночь» – на несколько месяцев вся Земля погрузилась в полумрак. Прямые солнечные лучи не достигали поверхности планеты, поэтому резко похолодало. Эту ситуацию позднее сравнивали с феноменом «ядерной зимы» - потенциальным последствием взрыва сверхмощной термоядерной бомбы на поверхности Земли.

Весной прошлого года мир пережил очередную природную катастрофу – извержение вулкана в Исландии, от которого пострадала экономика многих (особенно европейских) стран.

Землетрясения и извержения вулканов, происходящие на водных пространствах, часто приводят к возникновению цунами . Волна, образующаяся в открытом океане при вулканическом взрыве или сейсмическом толчке, у берега может приобрести чудовищную разрушительную силу. Библейский потоп и гибель Атлантиды приписывают извержениям вулкана в Средиземном море, сопровождавшимся цунами.

В XX в. только в Тихом океане было отмечено более двухсот цунами. В декабре 2004 г. череда крупных волн, обрушившихся на северо-восточное побережье Индийского океана, унесла более 200 тыс. человеческих жизней, а экономические потери составили 10 млрд дол.

Библейскую легенду о всемирном потопе часто приходится вспоминать и жителям стран, оказывающихся во власти грандиозных наводнений – затопления местности в результате резкого подъема уровня воды в реках, озерах, водохранилищах. Наводнения опасны сами по себе и к тому же провоцируют множество других природных бедствий – обвалы, оползни, сели.

Одно из самых страшных наводнений произошло в 1887 г. в Китае, когда вода в р. Хуанхэ за считанные часы поднялась на высоту восьмиэтажного дома. В результате погибло около 1 млн жителей этой речной долины.

В прошлом столетии, по данным ЮНЕСКО, в результате наводнений погибло 4 млн человек. Одно из последних сильных наводнений произошло в Чехии летом 2002 г. Вода залила улицы сотен населенных пунктов и городов, включая Прагу, в которой оказались затоплены 17 станций метро.

Подобные крупные катастрофические явления бывают и в России. Так, во время весеннего паводка 1994 г. на р. Тобол случился перелив воды через защитную дамбу г. Курган. В течение двух недель тысячи жилых домов оставались затопленными по крыши. Спустя семь лет произошло еще более разрушительное наводнение на р. Лена в Якутии.

Наконец, нельзя не упомянуть бушующую воздушную стихию: циклоны, штормы, ураганы, смерчи… Ежегодно на земном шаре возникает в среднем около 80 катастрофических ситуаций, связанных с этими явлениями. Океанские побережья часто страдают от тропических циклонов, обрушивающих на континенты ураганные потоки воздуха со скоростью более 350 км/ч, мощные ливневые осадки (до 1000 мм за несколько дней) и штормовые волны высотой до 8 м.

Так, три крупных разрушительных урагана осенью 2005 г. нанесли американскому континенту ущерб в 156 млрд дол. На этом фоне ураганы, гулявшие на рубеже тысячелетий по Западной и Северной Европе, выглядят более скромно – от них потерь было на порядок меньше.

Вездесущее человечество

Одна из основных причин увеличения числа жертв и материальных потерь в результате природных катастроф – неудержимый рост человеческой популяции.

В древние времена численность человечества изменялась незначительно, периоды ее роста чередовались с периодами спада в результате смертности от эпидемий и голода. Вплоть до начала XIX в. население Земли не превышало 1 млрд чел. Однако с наступлением индустриального периода общественного развития ситуация резко изменилась: уже спустя 100 лет население удвоилось, а к 1975 г. превысило 4 млрд чел.

Рост человеческой популяции сопровождается процессом урбанизации. Так, если в 1830 г. городская часть населения планеты составляла чуть более 3 %, то в настоящее время в городах компактно проживает не менее половины человечества. Общая численность населения Земли ежегодно увеличивается в среднем на 1,7 %, но в городах этот рост идет гораздо более быстрыми темпами (на 4,0 %).

Рост населения планеты приводит к освоению малопригодных для проживания людей участков: склонов холмов, пойм рек, заболоченных территорий. Ситуация часто усугубляется отсутствием заблаговременной инженерной подготовки осваиваемых территорий и использованием для застройки конструктивно несовершенных зданий. В результате города все чаще оказываются в центре разрушительных стихийных бедствий, где страдания и гибель людей приобретают массовый характер.

Промышленно-технологическая революция привела к глобальному вмешательству человека в наиболее консервативную часть окружающей среды – литосферу. Еще в 1925 г. В. И. Вернадский отметил, что человек своей научной мыслью создает «новую геологическую силу». Современная геологическая деятельность человека по масштабам стала сопоставима с природными геологическими процессами. Например, в ходе строительных работ и при добыче полезных ископаемых в год перемещается более 100 млрд т горных пород, что примерно вчетверо больше массы минерального материала, переносимого всеми реками мира в результате размыва суши.

Техногенное воздействие человека на литосферу приводит к значительным изменениям в окружающей среде, активизируя развитие природных и инициируя появление новых – уже техноприродных – процессов. К последним относятся опускание территорий в результате глубинной добычи полезных ископаемых, наведенная сейсмичность, подтопление, карстово-суффозионные процессы, появление разного рода физических полей и т. д.

Таким образом, в современной экономике развиваются две противоположные тенденции: глобальный валовой доход растет, а составляющие «природный капитал» жизнеобеспечивающие ресурсы (вода, почва, биомасса, озоновый слой) деградируют. Это происходит потому, что промышленное развитие, призванное служить прежде всего экономическому прогрессу, вошло в противоречие с природной средой, поскольку перестало учитывать реальные пределы устойчивости биосферы.

Например, некоторыми из причин увеличения частоты и масштабов наводнений являются вырубка лесов, осушение водно-болотных угодий, уплотнение почвенного покрова. Действительно, такое «мелиоративное» воздействие приводит к ускорению поверхностного стока с водосбора в речное русло, поэтому во время экстремальных осадков или таяния снега уровень воды в реках резко повышается.

В адское пекло?

Многих людей волнует вопрос – чего нам ожидать в будущем? Согласно библейским откровениям, человеческую цивилизацию погубит огонь. Судя по глобальным изменениям климата на протяжении последних 150 лет, движение к такому «концу света» уже можно считать начавшимся.

По данным Всемирной метеорологической организации, глобальное повышение температуры составило около 0,8 °C. На региональном уровне наблюдаются более контрастные изменения. Например, в северных регионах России за последние 30 лет среднемноголетняя температура воздуха выросла на 1,0 °C, что примерно в 2,5 раза превышает скорость тренда глобальной температуры. Следует заметить, что это различие обусловлено преимущественно повышением средних зимних температур, в то время как в летние сезоны температура может даже слегка понижаться.

В ряде регионов мира в последнее десятилетие летом иногда наблюдалась аномальная жара. Так, в августе 2003 г. температура в некоторых странах Западной Европы поднималась до +40 °C, что вызвало гибель от теплового удара более 70 тыс. человек.

Несмотря на существование различных точек зрения на причины глобальных климатических изменений, сам факт потепления на Земле является неоспоримым. Дальнейшее увеличение температуры воздуха способно оказать как положительное, так и отрицательное воздействие на природную среду, приведя к опустыниванию, затоплению и разрушению морских побережий, сходу с гор ледников, отступанию вечной мерзлоты и т. п.

Острейшей гуманитарной проблемой становится нехватка питьевой воды. Сильнейшие засухи отмечались в последние годы в Латинской Америке, Северной Африке, Индии и Пакистане. Ожидается, что в ближайшем будущем площадь территорий, испытывающих острый дефицит влаги, существенно расширится. Число «экологических беженцев» продолжает быстро расти.

Одна из наиболее серьезных опасностей, связанных с глобальным потеплением, – таяние ледового покрова Гренландии и высокогорных ледников. По данным спутниковых наблюдений, с 1978 г. площадь морского льда в Антарктике сокращается в среднем на 0,27 % ежегодно. Одновременно уменьшается и толщина ледовых полей.

Таяние ледников и тепловое расширение воды привело к повышению уровня Мирового океана на 17 см за последние 100 лет. Ожидается, что в ближайшие годы уровень океана будет подниматься в 5-10 раз быстрее, что приведет к крупным финансовым затратам на обеспечение безопасности прибрежных низменных территорий. Так, при подъеме уровня Мирового океана на полметра Нидерландам потребуется около 3 трлн евро для борьбы с затоплением, а на Мальдивских островах защита одного лишь погонного метра побережья обойдется в 13 тыс. дол.

Потепление будет сопровождаться и деградацией многолетнемерзлых горных пород в криолитозоне, составляющей значительную часть территории нашей страны. Отмечено, что за прошедшее столетие площадь распространения вечномерзлых грунтов в Северном полушарии сократилась на 7 %, а максимальная глубина промерзания уменьшилась в среднем на 35 см. При сохранении существующей климатической тенденции граница сплошной вечной мерзлоты за десятилетие переместится к северу на 50-80 км (Осипов, 2001).

Деградация криолитозоны вызовет развитие таких опасных процессов, как термокарст – опускание территории в результате вытаивания льдов и образования наледей. Это, несомненно, усугубит проблему безопасности объектов газовой и нефтяной отраслей при освоении минеральных ресурсов Севера.

Профилактика катастроф

До недавнего времени усилия многих стран по «уменьшению опасности» стихийных бедствий были направлены лишь на ликвидацию их последствий, оказание помощи пострадавшим, организацию технических и медицинских услуг, поставку продуктов питания и т. п. Однако устойчивая тенденция к увеличению частоты катастрофических событий и размера связанного с ними ущерба делает эти мероприятия все менее эффективными.

При выработке концепции «борьбы с катастрофами» важно понимать, что человек не в состоянии приостановить или изменить ход эволюционных трансформаций планеты – он может только с некоторой долей вероятности прогнозировать их развитие и иногда оказывать влияние на их динамику. Поэтому в настоящее время специалисты считают приоритетными новые задачи: предупреждение природных катастроф и смягчение их негативных последствий.

Центральное место в стратегии борьбы со стихией занимает проблема оценки риска , т. е. вероятности катастрофического события и величины ожидаемых человеческих жертв и материальных потерь.

Степень воздействия природной опасности на людей и объекты инфраструктуры оценивается показателем их уязвимости . Для людей это снижение способности выполнять свои функции вследствие гибели, потери здоровья или увечья; для объектов техносферы – уничтожение, разрушение или частичное повреждение объектов.

Регулировать развитие большинства природных опасностей – весьма сложная задача. Многие природные явления, такие как, например, землетрясения и извержения вулканов, вообще не поддаются прямому управлению. Но имеется многолетний положительный опыт воздействия человека, в частности, на некоторые гидрометеорологические явления.

Так, в научных организациях Росгидромета были разработаны технологии внесения активных реагентов в облачные поля при помощи ракетной, авиационной и наземной техники с целью искусственного увеличения и перераспределения атмосферных осадков, рассеивания туманов в окрестностях аэропортов, предотвращения градобития сельскохозяйственных культур. Стало возможным регулирование атмосферных осадков во время техногенных катастроф. Так, после взрыва на Чернобыльской атомной электростанции в 1986 г. был предотвращен дождевой смыв продуктов радиационного загрязнения в речную сеть.

Значительно чаще превентивные меры осуществляются косвенным образом, путем повышения устойчивости и защищенности по отношению к природным опасностям и самих людей, и инфраструктуры. Среди наиболее важных мер по снижению их уязвимости рациональное использование земель, тщательная инженерная подготовка объектов инфраструктуры и защита территорий, на которых они размещаются, организация средств предупреждения и экстренного реагирования.

Участки внешне однородной территории с разнообразными геоморфологическими, гидрогеологическими, ландшафтными и другими условиями реагируют на природные воздействия неодинаково. Например, в низинных участках, сложенных слабыми водонасыщенными грунтами, интенсивность сейсмических колебаний может оказаться в несколько раз выше, чем на соседнем участке, сложенном скальными породами.

Очевидно, что для снижения уязвимости и повышения безопасности необходимо строго обоснованно и ответственно подходить к выбору земельных участков для строительства населенных пунктов, промышленных и гражданских объектов, элементов жизнеобеспечивающих систем и т. д. Для решения этой задачи проводится инженерно-геологическое районирование территории, которое заключается в выявлении участков с одинаковыми или близкими геологическими характеристиками и их ранжировании по степени пригодности для хозяйственного освоения и устойчивости к воздействию природных и техногенных опасностей.

Для сейсмоопасных территорий составляется также карта сейсмического микрорайонирования. Ее основное назначение – выделять зоны различной сейсмической опасности (балльности) с учетом всех факторов, влияющих на распространение в геологической среде упругих волн. Например, при участии Института геоэкологии им. Е. М. Сергеева РАН было проведено подобное зонирование Имеретинской низменности на территории Адлерского района, где возводится комплекс сооружений для Олимпийских игр 2014 г.

Нередко возникает необходимость использовать заведомо непригодные для строительства земли, например, участки морских побережий и долин рек, склонов гор, территории с закарстованными и просадочными грунтами. В этом случае проводят превентивные инженерные мероприятия, направленные на повышение устойчивости территорий и защиту самих сооружений: возводят сплошные стены и дамбы, строят дренажные системы и водосбросы, производят поднятие территории с помощью отсыпки грунта, укрепляют грунты путем их уплотнения, цементации и армирования.

Недавний пример крупномасштабного защитного гидротехнического строительства – возведение защитной дамбы, которая перекрыла часть Финского залива и устье Невы. Потребность в подобном сооружении была велика, так как практически ежегодно за счет ветрового нагона из Балтийского моря воды Невы поднимались выше 1,5 м – уровня, в расчете на который проектировался Санкт-Петербург. Это приводило к затоплению отдельных районов города. Законченная в 2009 г., дамба выдерживает подъем воды свыше 4 м, что полностью избавляет жителей от угрозы наводнения.

Однако защита территории и даже рациональный выбор участка под строительство не являются достаточными условиями безопасности. Основная причина гибели людей в природных катастрофах связана с обрушением жилых и промышленных зданий. Поэтому необходимо совершенствование проектных решений, использование более прочных материалов, а также диагностика состояния уже построенных зданий и сооружений и периодическое укрепление их конструкций.

Успешное управление природной безопасностью не может существовать без системы предупреждения и экстренного реагирования, которая включает в себя средства наблюдения за развитием опасных процессов (средства мониторинга ), оперативной передачи и обработки получаемой информации, оповещения населения о назревающей опасности.

Мониторинг – важнейшее звено системы прогнозирования и предупреждения. Прогностический мониторинг предназначен для организации регулярных наблюдений за аномальными явлениями природы или геоиндикаторами, отражающими их развитие. Проведение такого мониторинга в течение длительного времени позволяет создавать банки данных и временные ряды наблюдений, анализ которых дает возможность выяснять закономерности динамики опасного процесса, моделировать причинно-следственные связи его развития и предсказывать возникновение экстремальных ситуаций.

Для смягчения последствий от «мгновенно» развивающихся катастрофических процессов (например, землетрясений) в случае отсутствия надежных методов их прогнозирования целесообразно применять так называемый охранный мониторинг. Он настраивается на экстремальную фазу катастрофического события и позволяет без вмешательства человека автоматически принимать срочные меры по минимизации последствий опасного процесса за считанные секунды до наступления критического момента.

Чаще всего по сигналу охранной мониторинговой системы осуществляется отключение объекта от энергообеспечивающих систем (газ, электричество), оповещение персонала и др. Такие системы устанавливают на особо ответственных и опасных объектах, прежде всего на атомных станциях, нефтеперерабатывающих заводах, морских платформах нефтедобычи, насосных станциях химических продуктопроводов и т. п.

Примером охранного мониторинга может служить система сейсмической безопасности, основанная на применении акселерометров (измерителей величины ускорения) сильных движений. Она была разработана в Институте геоэкологии им. Е. М. Сергеева РАН и установлена на нефтедобывающих платформах, расположенных на шельфе о. Сахалин. Анализ показаний приборов с помощью специального алгоритма дает возможность различать колебания объекта, вызванные сейсмическими и иными причинами. Поэтому система подает тревожный сигнал только тогда, когда уровень заданной пороговой интенсивности превышен, и не реагирует на другие сотрясения. Так исключается возможность «ложной тревоги».

В последние десятилетия наметились опасные тенденции в развитии природных процессов, во многом обусловленных ростом численности населения и экономики земной цивилизации. Необратимый рост числа катастрофических событий, в том числе техноприродного происхождения, выдвигает в качестве важного государственного приоритета оценку природных рисков и разработку методов борьбы с ними.

Эффективное управление рисками опирается на современный уровень знаний о природных явлениях, системную организацию наблюдений за опасными процессами, адекватную культуру хозяйственной деятельности и принятие ответственных управленческих решений на разных уровнях власти. Стратегию управления рисками следует осуществлять во всех проектах и инвестиционных программах, связанных со строительством, образованием, социальным обеспечением, здравоохранением.

После стремительного прорыва в космос человечество вновь обращает свой взгляд к общему дому – планете Земля. Общепланетные проблемы в наступившем столетии должны занять важное место среди фундаментальных и практических задач, ибо от их решения во многом зависит будущее нашей цивилизации.

Литература

Глобальная экологическая перспектива (Гео-3): прошлое, настоящее и перспективы на будущее / Ред. Г. Н. Голубев. М.: ЮНЕПКОМ, 2002. 504 с.

Осипов В. И. Природные катастрофы на рубеже XXI века // Вестник РАН. 2001. Т. 71, № 4. С. 291-302.

Природные опасности России: в 6-ти т. / Под общ. ред. В. И.Осипова, С. Шойгу. М.: Издательская фирма КРУК, 2000-2003: Природные опасности и общество / Под ред. В. А. Владимирова, Ю. Л. Воробьева, В. И. Осипова. 2002. 248 с.; Сейсмические опасности / Под ред. Г. А. Соболева. 2001. 295 с.; Экзогенные геологические опасности / Под ред. В. М. Кутепова, А. И. Шеко. 2002. 348 с. ; Геокриологические опасности / Под ред. Л. С. Гарагуля, Э. Д. Ершова. 2000. 316 с.; Гидрометеорологические опасности / Под ред. Г. С. Голицына, А. А. Васильева. 2001. 295 с.; Оценка и управление природными рисками / Под ред. А. Л. Рагозина. 2003. 320 с.

В статье использованы фотографии вулканов с сайта www.ngdc.noaa.gov/hazard/volcano.shtml Министерства торговли, Национального управления по исследованию океанов и атмосферы и Национальной информационной службы спутниковых данных об окружающей среде США