Безпека життєдіяльності - Запорожець О.І. - Град

Град - атмосферні опади у вигляді частинок льоду неправильної форми. Інтенсивний град знищує сільськогосподарські посіви, а особливо крупний призводить до руйнування покрівель, пошкоджує автомобілі, може завдати серйозних травм або навіть призвести до смерті людини.

Землетруси

Серед стихійних лих, з огляду на їхні негативні наслідки, землетруси посідають особливе місце. За оцінками експертів економічні збитки від одного землетрусу на території України в десятки разів перевищують збитки від інших стихійних лих.

Землетруси - коливання земної кори, що виникають у результаті природних геологічних процесів: руху тектонічних плит, вулканічної діяльності, обвалів підземних пустот, внаслідок падіння на поверхню землі великих космічних тіл, а також під час потужних підземних та наземних вибухів, зокрема під час проведення ядерних випробувань. Тому, залежно від причин і місця виникнення, землетруси поділяються на тектонічні, вулканічні, обвальні і моретруси.

Землетруси охоплюють великі території і характеризуються руйнуванням будівель і споруд, масовою загибеллю людей під уламками споруд, виникненням масових пожеж і виробничих аварій, затопленням населених пунктів та цілих районів, провалом населених пунктів при обвальних землетрусах, руйнуванням і змиванням населених пунктів хвилями цунамі, негативною психологічною дією.

У результаті землетрусів та викликаних ними наслідків (пожеж, зсувів, повеней тощо) за останні 4 тис. років загинуло 134 мільйони людей.

Осередки землетрусів знаходяться переважно на глибині 30-60 км, а інколи сягають глибини 700 км, їх називають центром (гіпоцентром), а проекцію гіпоцентру на поверхню землі - епіцентром землетрусу.

Від центру землетрусу у всіх напрямках землі поширюються сейсмічні хвилі (пружні коливання), що затухають з відстанню, тому інтенсивність землетрусу на поверхні землі залежить від енергії, що вивільняється в гіпоцентрі землетрусу та відстані до нього, зменшуючись до периферії.

Розрізняють декілька видів хвиль (рис. 2.1): поздовжні хвилі (Р-хвилі (Primary) або пружні хвилі, поперечніхвилі (S-хвилі (Secondary) або хвилі зміщення) поширюються тільки через пружні матеріали, тому на відміну від пружних хвиль не можуть поширюватися через рідке ядро Землі. Швидкість хвиль залежить від типу породи, в якій вони поширюються, причому швидкість P-хвиль у 2 рази перевищує швидкість S-хвиль. Розрізняють ще й третій тип сейсмічних хвиль - поверхневі, або довгі (Long) - L-хвилі. Вони поширюються по земній поверхні подібно до морських хвиль. Поверхневі хвилі рухаються в 2 рази повільніше ніж S-хвилі, але мають найбільшу амплітуду. Саме поверхневі хвилі викликають найбільші руйнування.

Коливання земної кори спостерігаються у вигляді поштовхів, кількість і проміжки часу між якими залежать від великої кількості причин і можуть бути різними.

Землетруси, як правило, відбуваються вночі або на світанку і починаються з легкого тремтіння землі, що супроводжується сильним підземним гулом. Після цього виникає серія поштовхів, що несуть основні руйнування. На завершальній стадії землетрусу спостерігається зменшення сили вібрації.

Рис. 2.1. Види сейсмічних хвиль

Основні параметри, що характеризують силу і характер землетрусу - магнітуда, глибина осередку та інтенсивність енергії на земній поверхні.

Магнітуда (М) - міра загальної кількості енергії, що випромінюється при сейсмічному поштовху у формі пружних хвиль. Вона залежить лише від внутрішніх причин, що викликали землетрус. Магнітуда являє собою десятинний логарифм максимальної амплітуди зміщення земної кори по сейсмографу (в мікронах) на відстані 100 км від епіцентру землетрусу:

Сейсмічна енергія (Е) пов'язана з магнітудою співвідношенням:

Шкалу магнітуд землетрусів (табл. 2.4) запропонував Чарльз Ріхтер у 1935 р. Шкала Ріхтера не має верхньої межі, тому її називають відкритою. За 0 в шкалі приймається енергетичний рівень, що дорівнює вивільненню енергії 100000 кг/м, тобто достатню для підйому вантажу в 10 т на висоту 1 м, землетрус, при якому вивільняється в 100 раз більше енергії відповідає 1 балу, ще в сто раз більше енергії - 2 балам і т. д.. За спостереженнями, найсильні-ший, зареєстрований на Землі землетрус, мав магнітуду 8,9 балів. Вчені вважають, що, очевидно, структура Землі не може створити землетруси з магнітудою вище 9 балів.

Таблиця 2.4

Шкала Ріхтера

(М - магнітуда)

Для кожного землетрусу існує лише одна магнітуда за Ріхте-ром, однак землетрус може зумовити різну силу поштовхів та наслідки, залежно від відстані до епіцентру та глибини гіпоцентру.

Існує велика кількість сейсмічних шкал, які можна звести до трьох основних груп. Найширше в світі використовується 12-ти бальна шкала МБК-64, основою якої послужила шкала Меркалі-

Канкані (1902), в країнах Латинської Америки прийнята 10-ти бальна шкала Россі-Фореля (1883), в Японії - 7-ми бальна шкала.

Нині в Україні використовується європейська 12-ти бальна шкала МБК-64 (абл. 2.5) (від прізвищ сейсмологів, які її запровадили, - С. Медведєва (СРСР), В. Шпонхойєра (НДР), В. Карника (ЧССР). Ця шкала характеризує силу землетрусу, тобто ступінь збитків і руйнувань у певному місці на поверхні Землі, спричинених тим чи іншим землетрусом.

Таблиця 2.5

Характеристика землетрусу за дванадцятибальною системою МБК-64

Продовження табл. 2.5

Інтенсивність землетрусу (за шкалою МБК-64) позначається римськими цифрами, а магнітуда (за Ріхтером) - арабськими цифрами. Кожний бал землетрусу має свої типові ефекти, тобто йому відповідають певні наслідки. Співвідношення між шкалою Ріхтера та МБК-64 наведено у таблиці 2.6.

Таблиця 2.6

Приблизне співвідношення між магнітудою за Ріхтером і максимальною інтенсивністю за шкалою МБК-64

Для виявлення та реєстрації землетрусів використовують спеціальні прилади - сейсмографи. Перший сейсмограф був створений в 132 р. китайським астрономом Чжан Хеном.

Сучасні сейсмографи з'явилися в 90-х роках 19-го століття. Їх принцип заснований на інерції (властивості зберігати початковий стан спокою або рівномірного руху).

Сучасні сейсмічні станції оснащені високочутливою електронною технікою.

Контроль за сейсмічною ситуацією в Україні здійснюється мережею сейсмічних та геофізичних станцій Національної академії наук України та Службою спеціального контролю Національного космічного агентства України.

В Україні зона сильних землетрусів з інтенсивністю коливань грунту на поверхні Землі більше ніж 7 балів охоплює територію площею майже 27 тис. км², де чисельність населення перевищує 2 млн. осіб. Це Автономна Республіка Крим, Закарпатська, Одеська, Чернівецька області. Зона землетрусів з інтенсивністю коливань грунту від 8 до 9 балів охоплює територію площею майже 14 тис. км² з кількістю населення майже 800 тис. осіб і поширюється по значній території Автономної Республіки Крим і Одеської області. Землетруси силою 5 і більше балів вже можуть спричинити стихійне лихо. Площа території, де можуть виникнути землетруси такої сили, становить більше ніж 120 тис. км² з населенням більше ніж 10 млн. осіб. У цій зоні знаходяться 11 областей - Одеська (33 тис. км²), Закарпатська (12 тис. км²), Івано-Франківська (10 тис. км²), Хмельницька (10 тис. км²), Вінницька (15 тис. км²), Чернівецька (8 тис. км²), а також Автономна Республіка Крим (11 тис. км²), Миколаївська (8 тис. км²). Всього в Україні площа сейсмонебезпечних зон становить 123,7 тис. км², а кількість населення, яке проживає на їх території, близько 11 млн. осіб. Загалом, до 40 відсотків території України може бути охоплено безпосереднім впливом небезпечних сейсмічних подій і до 70 відсотків - одночасним впливом землетрусів із підтопленням, зсувами та іншими інженерно-геологічними процесами, які впливають на стійкість споруд.

Велика загроза виникнення руйнівних землетрусів у Криму та Карпатах, причому їх наслідки в цих регіонах можуть бути катастрофічними. Ситуація ускладнюється тим, що протягом тривалого часу сейсмічна небезпека на більшості цих територій явно недооцінювалась, і будівництво тут велося без використання адекватних антисейсмічних заходів. Як свідчать спостереження, за останні два століття в Криму було зареєстровано близько 200 землетрусів силою 4-7 балів. Осередки сильних землетрусів з інтенсивністю 8-9 балів виникали на глибинах 20-40 км та 10-12 км на відстані 25-40 км від узбережжя.

Особливу небезпеку становлять сейсмічні коливання на особливо важливих об'єктах, порушення технологічних циклів на яких може призводити до втрат, які в кілька разів перевищують прямі втрати від сейсмічного впливу на будівлі. До таких об'єктів на території України належать ядерні реактори, численні нафтопроводи тощо. Усе це підносить проблему сейсмічного захисту населення на рівень важливої державної проблеми.

Матеріальні, економічні збитки та людські втрати у разі землетрусів залежать від:

- сили землетрусу;

- площі стихійного лиха;

- щільності населення в осередку землетрусу;

- ступеня руйнування будівель;

- раптовості виникнення;

- інших чинників.

Міжнародна статистика свідчить, що кількість врятованих прямо залежить від початку рятувальних робіт. Якщо рятівники прибудуть в зону землетрусу в перші три години, вони можуть врятувати до 90% людей, які залишилися живими, через шість годин - 50%. У подальшому шанси на порятунок зменшуються, а через 10 днів ведення рятівних робіт практично втрачає сенс. Тільки за рахунок швидкого реагування можна зменшити кількість жертв на 20-30 відсотків.

Крім проведення рятувальних та аварійних робіт, після землетрусу особливу увагу звертають на запобігання виникненню і ліквідацію можливих спалахів інфекційних захворювань.