К стихийным бедствиям геологического характера можно отнести оползни, сели, снежные лавины, обвалы, просадки земной поверхности в результате карстовых явлений. Оползни-- это скользящее смещение масс горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести. Образуются они в различных породах в результате нарушения их равновесия или ослабления прочности. Вызываются как естественными, так и искусственными (антропогенными) причинами. К естественным относятся: увеличение крутизны склонов, подмыв их оснований морскими и речными водами, сейсмические толчки. Искусственными являются разрушение склонов дорожными выемками, чрезмерным выносом грунта, вырубкой леса, неразумным ведением сельского хозяйства на склонах. Сходят они в любое время года, но большая часть в весенне-летний период. Классифицируются оползни по масштабам явления, скорости движения и активности, механизму процесса, мощности и месту образования. По масштабам оползни классифицируются на крупные, средние и мелкомасштабные. Крупные оползни вызываются, как правило, естественными причинами и образуются вдоль склонов на сотни метров. Их толщина достигает 10 -- 20 и более метров. Оползневое тело часто сохраняет свою монолитность. Средние и мелкомасштабные имеют меньшие размеры и характерны для антропогенных процессов. Масштаб часто характеризуется вовлеченной в процесс площадью. По скорости движения весьма разнообразны. По активности оползни подразделяются на активные и неактивные. Главными факторами здесь являются породы склонов и наличие влаги. В зависимости от количества влаги они делятся на сухие, слабо влажные, влажные и очень влажные. По механизму процесса подразделяются: на оползни сдвига, выдавливания, вязкопластические, гидродинамического выноса, внезапного разжижения. Часто имеют признаки комбинированного механизма. По месту образования они подразделяются на горные, подводные, смежные и искусственных земляных сооружений (котлованов, каналов, отвалов пород). Сель (селевой поток) -- бурный грязевый или грязе-каменный поток, состоящий из смеси воды и обломков горных пород, внезапно возникающий в бассейнах небольших горных рек. Характеризуется резким подъемом уровня воды, волновым движением, кратковременностью действия (в среднем от одного до трех часов), значительным эрозионно-аккумулятивным разрушительным эффектом. Непосредственными причинами зарождения седей служат ливни, интенсивное таяние снега, прорыв водоемов, реже землетрясения, извержения вулканов. Все сели по механизму зарождения подразделяются на три типа: эрозионный, прорывной и обвально-оползневый. При эрозионном вначале идет насыщение водного потока обломочным материалом за счет смыва и размыва прилегающего грунта и затем уже формируется селевая волна. При обвально-оползневом происходит срыв массы до насыщенных горных пород (включая снег и лед). Насыщенность потока в этом случае близка к максимальной. В последние годы к естественным причинам формирования селей добавились техногенные факторы: нарушение правил и норм работы горнодобывающих предприятий, взрывы при прокладке дорог и строительстве других сооружений, порубки леса, неправильное ведение сельхозработ и нарушение почвенно-растительного покрова.
При движении сель представляет собой сплошной поток грязи, камней и воды. На основе главных факторов возникновения сели классифицируются следующим образом; - зонального проявления. Главным фактором формирования являются климатические условия (осадки). Носят они зональный характер. Сход происходит систематически. Пути движения относительно постоянны; - регионального проявления. Главный фактор формирования -- геологические процессы. Сход происходит эпизодически, а пути движения непостоянны; - антропогенные. Это результат хозяйственной деятельности человека. Происходят там, где наибольшая нагрузка на горный ландшафт. Образуются новые селевые бассейны. Сход -- эпизодический.
Классификация селевых бассейнов по повторяемости селей характеризует интенсивность развития или его селеактивность: - высокой селевой активности (с повторяемостью один раз в 3 -- 5 лет и чаще); - средней селевой активности (с повторяемостью один раз в 6 --15 лет); - низкой селевой активности (с повторяемостью один раз в 16 лет и реже).
Классифицируются сели также и по их воздействию на сооружения: 1. Маломощный -- небольшие размывы, частичная забивка отверстий водопропускных сооружений, 2. Среднемощный -- сильные размывы, полная забивка отверстий, повреждение и снос бесфундаментных строений. 3. Мощный -- большая разрушительная сила, снос мостовых ферм, разрушение опор мостов, каменных строений, дорог. 4. Катастрофический -- полное разрушение строений, участков дорог вместе с полотном и сооружениями, погребение сооружений под наносами.
Снежные лавины - низвергающиеся со склонов гор под воздействием силы тяжести снежные массы. Снег, накапливающийся на склонах гор, под влиянием тяжести и ослабления структурных связей внутри снежной толщи, соскальзывает или осыпается со склона. Начав свое движение, он быстро набирает скорость, захватывая по пути все новые снежные массы, камни и другие предметы. Движение продолжается до более пологих участков или дна долины, где тормозится и останавливается. Формирование лавин происходит в пределах лавинного очага. Лавинный очаг -- это участок склона и его подножья, в пределах которого движется лавина. Каждый очаг состоит из 3 зон: зарождения (лавиносбор), транзита (лоток), остановки лавины (конус выноса). К лавинообразующим факторам относятся: высота старого снега, состояние подстилающей поверхности, прирост свежевыпавщего снега, плотность снега, интенсивность снегопада, оседание снежного покрова, метелевое перераспределение снежного покрова, температура воздуха и снежного покрова. Дальность выброса важна для оценки возможности поражения объектов, расположенных в лавиноопасных зонах. Различают максимальную дальность выброса и наиболее вероятную, или среднемноголетнюю. Наиболее вероятную дальность выброса определяют непосредственно на местности. Ее оценивают при необходимости размещения сооружений в зоне действия лавин на длительный период. Она совпадает с границей конуса выноса лавинного очага. Повторяемость схода лавин является важной временной характеристикой лавинной деятельности. Различают среднемноголетнюю и внутригодовую повторяемость схода. Плотность лавинного снега является одним из важнейших физических параметров, от которого зависит сила удара снежной массы, трудозатраты на ее расчистку или возможность движения по ней. лавина оползень землетрясение чрезвычайный По характеру движения и в зависимости от строения лавинного очага различают следующие три типа: лотковые (движется по определенному каналу стока или лавинному лотку), осовые (снежный оползень, не имеет определенного канала стока и скользит по всей ширине участка), прыгающие (возникает из лотковых там, где в канале стока имеются отвесные стены или участки с резковозрастающей крутизной). В зависимости от свойств снега лавины могут быть сухими, влажными и мокрыми. По характеру поверхности скольжения выделяют следующие типы: пластовые, когда движение осуществляется по поверхности нижележащего слоя снега; грунтовые -- движение происходит непосредственно по поверхности грунта.
В зависимости от факторов лавинообразования делятся на четыре класса: 1. Непосредственная причина возникновения -- метеорологические факторы. 2. Возникающие в результате совокупного действия метеорологических факторов и процессов, происходящих внутри снежной толщи при таянии. 3. Возникают исключительно в результате процессов, происходящих внутри снежной толщи. 4. В результате землетрясения, деятельности человека (взрывы, полет реактивных самолетов на малой высоте и др.).
По степени воздействия на хозяйственную деятельность и природную среду лавины подразделяются на: -- стихийные (особо опасные), когда их сход наносит значительный материальный ущерб населенным пунктам и т.п; -- опасные явления -- сход лавин, затрудняющих деятельность предприятий и т.п. По степени повторяемости делятся на два класса -- систематические и спародическис. Систематические сходят каждый год или один раз в 2-3 года. Спародические -- 1-2 раза в 100 лет.
Вопрос 10. Ураганы и бури. В узком смысле слова ураган определяется как ветер большой разрушительной силы и значительной продолжительности, скорость которого примерно равна 32 м/с и более (12 баллов по шкале Бофорта). Буря - это ветер, скорость которого меньше скорости урагана. Однако она довольно велика и достигает 15…20 м/с. Убытки и разрушения от бурь существенно меньше, чем от ураганов. Иногда сильную бурю называют штормом. Ураганы возникают в любое время года, но более часто - с июля по октябрь. В остальные восемь месяцев они редки, пути их коротки. Самой важной характеристикой урагана является скорость ветра. Размеры ураганов весьма различны. Обычно за его ширину принимают ширину зоны катастрофических разрушений. Часто к этой зоне прибавляют территорию ветров штормовой силы со сравнительно небольшими разрушениями. Тогда ширина урагана измеряется сотнями километров, иногда достигая тысячи. Для тайфунов (тропических ураганов Тихого океана) полоса разрушений составляет обычно 15…45 км. Средняя продолжительность урагана - 9…12 дней. Часто ливни, сопровождающие ураган, гораздо опаснее самого ураганного ветра. Для бури характерна меньшая, чем для урагана скорость ветра (15… 31 м/ с). Длительность бурь - от нескольких часов до нескольких суток, ширина - от десятков до нескольких сотен километров. И те, и другие нередко сопровождаются выпадением довольно значительных осадков. Ураганы являются одной из самых мощных сил стихии. По своему пагубному воздействию они не уступают таким страшным стихийным бедствиям, как землетрясения. Это объясняется тем, что они несут в себе колоссальную энергию. Ее количество, выделяемое средним по мощности ураганом в течение одного часа, равно энергии ядерного взрыва в 36 Мт. Ураганный ветер разрушает прочные и сносит легкие строения, опустошает засеянные поля, обрывает провода и валит столбы линий электропередачи и связи, повреждает транспортные магистрали и мосты, ломает и вырывает с корнями деревья, повреждает и топит суда, вызывает аварии на коммунально-энергетических сетях в производстве. Бывали случаи, когда ураганный ветер разрушал дамбы и плотины, что приводило к большим наводнениям, сбрасывал с рельсов поезда, срывал с опор мосты, валил фабричные трубы, выбрасывал на сушу корабли. Ураганы и штормовые ветры в зимних условиях часто приводят к возникновению снежных бурь, когда огромные массы снега с большой скоростью перемещаются с одного места на другое. Их продолжительность может быть от нескольких часов до нескольких суток. Особенно опасны снежные бури, проходящие одновременно со снегопадом при низкой температуре или при ее резких перепадах. В этих условиях снежная буря превращается в подлинное стихийное бедствие, причиняющее значительный ущерб регионам. Снегом заносятся дома, хозяйственные и животноводческие постройки. Иногда сугробы достигают высоты четырехэтажного дома. На большой территории на длительное время из-за снежных заносов останавливается движение всех видов транспорта. Нарушается связь, прекращается подача электроэнергии, тепла и воды. Нередки и человеческие жертвы. В летнее время сильные ливни, сопровождающие ураганы, довольно часто являются причиной таких стихийных явлений, как селевые потоки, оползни.
Ураганы принято подразделять на тропические и внетропические. Тропическими называют ураганы, зарождающиеся в тропических широтах, а внетропическими - во внетропических. Кроме того, тропические ураганы часто подразделяют на зарождающиеся над Атлантическим океаном и над Тихим. Последние принято называть тайфунами. Общепринятой, классификации бурь нет. Чаще всего их делят на две группы: вихревые и потоковые. Вихревые представляют собой сложные вихревые образования, обусловленные циклонической деятельностью и распространяющиеся на большие площади. Потоковые - это местные явления небольшого распространения. Они своеобразны, резко обособлены и по своему значению уступают вихревым бурям. Вихревые бури подразделяются на пыльные, снежные и шквальные. Снежные бури случаются зимой. В России такие бури часто называют пургой, бураном, метелью. Шквальные бури возникают, как правило, внезапно, а по времени крайне непродолжительны (несколько минут). Например, в течение 10 мин скорость ветра может возрасти с 3 до 31 м/с. Потоковые бури подразделяются на стоковые и струевые. При стоковых поток воздуха движется по склону сверху вниз. Струевые характерны тем, что поток воздуха движется горизонтально или даже вверх по склону. Проходят они чаще всего между цепями гор, соединяющих долины.
Смерч - это восходящий вихрь, состоящий из чрезвычайно быстро вращающегося воздуха, смешанного с частицами влаги, песка, пыли и других взвесей. Он представляет собой быстро вращающуюся воздушную воронку, свисающую из облака и ниспадающую к земле в виде хобота. Это наименьшая по размерам и наибольшая по скорости вращения форма вихревого движения воздуха. Образуются смерчи во многих областях земного шара. Они очень часто сопровождаются грозами, градом и ливнями необычайной силы и размеров. Возникают как над водной поверхностью, так и над сушей. Чаще всего - во время жаркой погоды и высокой влажности, когда особенно резко проявляется неустойчивость воздуха в нижних слоях атмосферы. Как правило, смерч рождается от низкого кучево-дождевого облака, опускаясь на землю в виде темной воронки. Иногда они возникают и при ясной погоде.
Воронка - основная составная часть смерча, представляющая собой спиральный вихрь. Ее внутренняя полость в поперечнике - от десятков до сотен метров. В стенках смерча движение воздуха направлено по спирали и нередко достигает скорости до 200 м/с. Пыль, обломки, различные предметы, люди, животные поднимаются вверх не по внутренней полости, обычно пустой, а в стенках. Толщина стенок у плотных смерчей значительно меньше ширины полости и измеряется немногими метрами. У расплывчатых - наоборот, толщина стенок бывает значительно больше ширины полости и достигает нескольких десятков и даже сот метров. Скорость вращения воздуха в воронке может достигать 600…1000 км/ч, иногда и более. Время образования вихря исчисляется обычно минутами, реже - десятками минут. Общее время существования тоже исчисляется минутами, но порой и часами. Были случаи, когда от одного облака образовывалась группа смерчей (если облако достигло 30…50 км). Общая длина пути смерча исчисляется от сотен метров до десятков и сотен километров, а средняя скорость перемещения примерно 50…60 км/ч. Средняя ширина 350…400 м. Холмы, леса, моря, озера, реки не являются преградой. При пересечении водных бассейнов смерч может полностью осушить небольшое озеро или болото. Одной из особенностей движения смерча является его «прыганье». Пройдя какое-то расстояние по земле, он может подняться в воздух и не касаться земли, а затем снова опуститься. Соприкасаясь с поверхностью, смерч вызывает большие разрушения. Такие действия определяются двумя факторами: таранным ударом стремительно вращающегося воздуха и большой разностью давлений между периферией и внутренней частью воронки из-за огромной центробежной силы. Последний фактор и определяет эффект всасывания всего, что попадется на пути. В воздух могут быть подняты и перенесены на сотни метров и даже на километры животные, люди, автомобили, небольшие и легкие дома, вырваны с корнем деревья, сорваны крыши. Смерч разрушает жилые и производственные здания, рвет линии электроснабжения и связи, выводит из строя технику, нередко приводит к человеческим жертвам.
Пыльные бури сопровождаются переносом большого количества частиц почвы и песка. Возникают в пустынных, полупустынных и распаханных степях и способны перенести миллионы тонн пыли на сотни и даже тысячи километров, засыпав территорию площадью в несколько сот тысяч квадратных километров. Подобные бури отмечаются в основном летом, во время суховеев, иногда весной и в бесснежные зимы. В степной зоне они обычно возникают при нерациональной распашке земель. Беспыльные бури характеризуются отсутствием вовлечения пыли в воздух и сравнительно меньшими масштабами разрушений и ущерба. Однако при дальнейшем движении они могут превратиться в пыльную или снежную бурю в зависимости от состава и состояния поверхности земли и наличия снежного покрова. Снежные бури характеризуются значительными скоростями ветра в зимнее время года, что способствует перемещению по воздуху огромных масс снега. Их продолжительность колеблется от нескольких часов до нескольких суток. Имеют сравнительно узкую полосу действия (до нескольких десятков километров).