Методы оценки природных рисков на локальном уровне


	Загрузить архив:
	Файл: ref-30121.zip (44kb [zip], Скачиваний: 65) скачать

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

САХАЛИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

КАФЕДРА БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Допущено к защите:

зав. кафедрой,

кандидат педагогических наук,

доцент

Абрамова С.В._______________

Дата_____________________2008г

Шмакин Дмитрий Сергеевич

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ПРИРОДНЫХ РИСКОВ НА ЛОКАЛЬНОМ УРОВНЕ

Курсовая работа

Специальность: 033300 (050104.65) – Безопасность жизнедеятельности

Специализация: 033302 – Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера

Научный руководитель:

Старший преподаватель

Светецкий С.Н.______________

Южно-Сахалинск

2008г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………….3

ГЛАВА I. ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ И НЕГАТИВНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ПРИРОДНЫХ РИСКОВ…………………………………………………………….…..5

1.1.Землетрясения…………………………………………………………..5

1.2.Цунами…………………………………………………….…………….6

1.3.Оползни…………………………………………………….……………7

1.4.Снежные лавины…………………………………………………….….8

1.5.Сели……………………………………………………………….…..…9

1.6.Карстовые процессы……………………………………………….….11

1.7.Наводнения…………………………………………………………….12

1.8.Сильные морозы и метели…………………………………………….13

1.9.Ураганы, смерчи, шквалы…………………………………………….14

1.10.Пожары………………………………………………………………15

ГЛАВА II. ТЕОРИЯ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ПРИРОДНЫХ РИСКОВ НА ЛОКАЛЬНОМ УРОВНЕ………………………………………………………………16

2.1.Оценка природных рисков на локальном уровне……………………16

2.2.Оценка экономического риска от процесса подтопления строительного объекта…………………………………………………………………………17

2.3.Оценка индивидуального, социального и экономического риска от селей…………………………………………………………………………..19

2.4.Оценка оползневого и интегрального риска……………………………21

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………….25

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………..…………………………27

ВВЕДЕНИЕ

Разнообразные природные риски, обусловленные наводнениями, землетрясениями, селями и многими др. природными опасностями, были в числе первых рисков, с которыми столкнулось человечество, неся при этом огромные потери. Человеку приходилось решать непростые задачи по идентификации, прогнозов оценке и предупреждению этих опасностей и потерь, начиная с выбора безопасных мест для обитания и примитивных становищ до создания современных поселений, коммуникаций и других объектов хозяйства. В противостояние стихийным силам природы собственно и сформировалось человеческая цивилизация вместе с ее основными атрибутами в виде общественного устройства, культуры,искусства, религии, науки и техники.

В настоящей работе в качестве объекта исследования выступаютразличные по занимаемой площади и объему природно-технические системы (ПТС), включающие все, расположенные в их пределах здания, сооружения и другие объекты хозяйства, от отдельных строительных объектов до их систем в пределах небольших муниципальных образований и населенных пунктов, подвержены природным рискам. К неотъемлемым составляющим таких ПТС, обособленных для целей риск-анализа, относятся как постоянно, так и временно в них находящееся население и окружающая природная среда.

Локальные ПТС занимают сравнительно небольшую по площади территорию, обычно картируемую при решении градостроительных, проектных и других задач в масштабе 1:10000 и крупнее. Поэтому для них характерны относительная однородность инженерно-геологических, гидрометеорологических, техногенных, экологических, социальных и других условий, а также развитие двух-трех, реже большего числа обычно взаимосвязанных опасных природных и техноприродных процессов (ОПТП), являющихся источниками риска. Все это определяет специфику и детальность локальной оценки природных рисков потерь в различных сферах, которая рассматривается применительно к отдельным, типичным для территории России объектам и действующим природным и техноприродным опасностям.

Цель данной курсовой работы – изучить методы оценки природных рисков на локальном уровне.

Основная цель определяет решения следующих конкретных задач:

-рассмотреть основные виды природных явлений и их особенности проявления и негативные последствия природных рисков

Оценку природных рисков на локальном уровне: особенности индивидуального социального и экономического риска

Данная работа состоит из 2 глав

Осветив данную тему мы опирались на авторитетные работы созданные

ГЛАВАIОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ И НЕГАТИВНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ПРИРОДНЫХ РИСКОВ

Ниже приводится краткая характеристика наиболее ОПТП, которые представляют угрозу для национальной безопасности и развития России в силу наносимых ими огромных социальных, экономических или экологических ущербов.

Для того чтобы раскрыть данную тему курсовой необходима знать следующие понятия

1.2.Землетрясения

Землетрясения являются характерным примером аллохтонных (транзитных) одномоментных ОПТП, способных многократно, но со значительными перерывами во времени поражать отдельные участки земной поверхности. Они возникают в результате разрядки напряжений в недрах Земли, приводящей к быстрым разрывам сплошности массивов горных пород на глубине до 600-700 км и образованию сложного спектра сейсмических продольных, поперечных и поверхностных волн. Эти волны, собственно, и вызывают последовательно колебания и деформации земной поверхности, разрушения зданий и сооружений, гибель и ранения людей. Чем ближе к дневной поверхности и больше по размерам очаг (гипоцентр) землетрясения, тем интенсивнее проявляются в его эпицентральной зоне разрушительные эффекты. Но площадь зоны поражения закономерно уменьшается с уменьшением глубины очага. Например, при Нефтегорском землетрясении с магнитудой M_s=7,7, очаг которого располагался на глубине 15-18 км, зона 7-балльных сотрясений составила 820 км², а при Спитакском землетрясении 1988 г. (M=6,9), очаг которого был вдвое глубже, - 4000 км².

Катастрофические землетрясения силой 7 и более баллов, имеющие повторяемость 1 раз в 500 лет, периодически проявляются, согласно комплекту карт общего сейсмического районирования территории Российской Федерации (1999), на 41,6% территории России, где проживают 41,8% населения. Ежегодно здесь происходят 14-15 таких землетрясений. При этом их гипоцентры в преобладающем большинстве случаев (76%) располагаются в пределах земной коры на глубине до 30 км.

Общее число сильных землетрясений, поразивших в XX веке территорию России, превышает 1400. Самым разрушительным за всю историю России стало Нефтегорское землетрясение силой до 9 баллов 27.05.1995 г. на Сахалине, которое практически полностью уничтожило одноименный поселок и привело к гибели более 2 тыс. человек - две трети населения. Экономический ущерб от этого землетрясения составил около 100 млн. долл. США. Хотя эта цифра является, по всей видимости, существенно заниженной, так как только неучтенная стоимость восстановления промышленных объектов ОАО «Роснефть - Сахалинморнефтегаз» (трубопроводы, линии связи и электропередач, промысловые сооружения и т. п.) превышает 140,5 млн. долл.

В пределах сильно расчлененных территорий землетрясения, как правило, инициируют образование оползней, обвалов и снежных лавин, что особенно характерно для горноскладчатых сооружений Северного Кавказа, Алтая, Саян и Дальнего Востока. Эти и некоторые другие сейсмосинергетические опасные процессы, преимущественно геологического ряда, обычно в несколько раз усиливают разрушительные последствия землетрясений, а в некоторых случаях обуславливают основные социальные и экономические потери.

1.3.Цунами

Цунами или морские волны, возбуждаемые землетрясениями с эпицентрами на морском дне, представляют собой типичный пример аллохтонной одномоментной вторичной (по источнику возникновения) сейсмической опасности, развивающейся в водной среде, но приводящей к огромным потерям в основном в пределах прибрежных территорий. Подобные волны иногда образуются при быстром смещении в водоемы оползней и обвалов больших объемов, а также при извержении вулканов.

Скорость распространения волн цунами от эпицентра землетрясения составляет на глубокой воде от 400-500 до 700 и более км/час. В мелководной прибрежной части их скорость постепенно уменьшается до 70-100 км/час за счет торможения о дно, но одновременно увеличивается высота. Такой эффект является характерным для рассматриваемой опасности и часто становится причиной массовой гибели предварительно не проинформированных о нем людей, пожелавших увидеть мелеющее море.

После землетрясения и цунами 1952 г. в рассматриваемом регионе были зарегистрированы около 60 цунами с высотой волны более 1-2 м. Из них 3 привели к гибели людей и экономическим потерям (1958, 1963, 1994 гг.).

1.4.Оползни

Оползни являются результатом превышения касательными напряжениями, возникающими в массивах горных пород, слагающих береговые склоны и другие, естественные или искусственные элементы рельефа (далее склоны), прочности этих пород на сдвиг. Оползневые деформации проявляются в смещениях приповерхностных пород склонов на более низкий гипсометрический уровень, происходящих с различной скоростью без потери контакта с основным массивом пород. Мощность смещающихся масс при этом обычно не превышает первых десятков метров. Указанные смещения могут носить у определенных типов оползней как одномоментный, так и перманентный, то есть относительно постоянно проявляющийся во времени и пространстве характер. По месту нахождения источника негативных воздействий оползни обычно являются автохтонными (местными) опасностями. На территории России оползни возникают, как правило, на крутых склонах высотой более 5-10 м, в разрезах которых имеются глинистые породы разной степени литификации. Такие условия существуют примерно на 5% общей площади страны.

Механизм массовой активизации оползней в пределах крупных по площади территорий, происходящей из-за повышения увлажненности пород склонов после дождей или таяния снега, сейсмических сотрясений, незначительного подмыва оснований в паводки и т. д. Чем больше по интенсивности и степени охвата оползнеопасной территории внешнее воздействие, тем, естественно, больше склонов теряют свою устойчивость из-за активизации существующих и образования новых оползней.

Повторяемость рассматриваемых катастрофических событий, связанных с массовой активизацией оползней, составляет практически во всех оползнеопасных районах России один раз в 8-12 лет. Такая активизация оползневого процесса особенно характерна для сильно расчлененных территорий Северного Кавказа, Поволжья, Южной Сибири, Дальнего Востока и оползневых побережий Черного и Азовского морей. Повышенная опасность активизации существующих и образования новых катастрофических оползней существует также во многих областях Северо-Западного, Центрального и Приволжского регионов страны.

1.5.Снежные лавины

Снежные лавины представляют опасность примерно для 9% сильно расчлененной территории России, особенно в пределах Западного Кавказа, Хибин, Северного Урала, Алтая, Забайкалья и Сахалина. Лавины возникают, как правило, на слабозаселенных и покрытых снегом склонах крутизной более 14° при площадях снегосбора, изменяющихся от первых десятков м² до 2-3 км².

Движение лавин обычно начинается с медленных (первые миллиметры в час) подвижек снежных масс в верхней зоне их отрыва, происходящих в течение нескольких суток и подготавливающих основное смещение. Переход от латентных деформаций к быстрым смещениям подготовленных снежных масс происходит скачкообразно и практически от любого внешнего воздействия (движущийся транспорт, пригрузка людьми, выстрел и т. п.). Скорость смещения может достигать у сухих лавин 90-100 м/с, а у мокрых обычно не превышает 5-10 м/с. При этом скорость и объем лавин увеличиваются по мере смещения вниз.

При быстром смещении больших объемов лавинных масс перед их фронтом формируется ударная воздушная волна (с давлением до 1 МПа), которая часто обуславливает основные разрушения, в том числе каменных и железобетонных конструкций. Лавиноопасный период на территории России обычно начинается в декабре и заканчивается в марте месяце. Из-за постоянного образования лавин преимущественно на одних и тех же достаточно хорошо известных участках, основная опасность от них связана в настоящее время с гибелью людей, разрушением автомобильных и железных дорог, транспортных средств и линий электропередач. Так, например, практически ежегодно из-за снежных лавин происходят многодневные перебои со снабжением электроэнергией, перекрывается движение транспорта на дорогах Сахалина, Забайкалья и Северного Кавказа.

1.6.Сели

Сели - это кратковременные (часы, первые дни) быстрые и мощные потоки грязекаменного материала в пересыхающих временных или относительно небольших постоянных водотоках. Они образуются во время сильных дождей, таяния снега и льда за счет размыва и перемещения водой обломочного материала, скопившегося в их русловых частях преимущественно за счет гравитационного сноса с прилегающих склонов. Подобные потоки довольно часто возникают в горных странах при разрушении естественных оползневых и обвальных плотин, перекрывающих речной сток, реже - при прорыве ледниковых завалов, а также при извержениях вулканов, приводящих к таянию расположенных вблизи них больших масс снега и льда. Существует также водная разновидность селей, образующихся в результате быстрого выпадения большого количества осадков в верховьях отдельных водотоков, борта и днища которых на всем протяжении достаточно хорошо защищены от размыва травяной и древесной растительностью.

Перемещение селей носит, как правило, пульсирующий характер. Скорость движения селевых потоков обычно изменяется от 1-2 до 5-8 м/с, а объемы единовременных выносов могут составлять на территории России 0,5-1 и более млн. м³.

Основные социальные и экономические потери от селей связаны, в преобладающем большинстве случаев, с их наиболее интенсивными проявлениями редкой повторяемости (один раз в 10 и более лет).

Например, в сентябре 1992 г. дождевые сели разрушили в Буйнакском районе Дагестана более 700 жилых и общественных зданий стоимостью более 2,3 млн. долл. Погибло 2 человека.

К большим социальным и экономическим потерям привели сели, сопровождавшие мощный циклон с проливными дождями 6-9 августа 2002 г. на Черноморском побережье России, в районе г. Новороссийска. По данным оперативных сводок МЧС России, 6 августа мощные грязекаменные потоки, общий объем которых превышал 15 тыс. м³, разрушили 300 метров единственной однопутной железной дороги на участке между Сочи и Туапсе, а также проходящую рядом автотрассу. Было заблокировано движение 47 пассажирских поездов. 7 августа продолжавшиеся дожди привели к быстрому подъему уровня воды в реках района, достигавшему 1-2 м, и образованию новых селевых потоков.

1.7.Карстовые процессы

Карстовые процессы активно развиваются примерно на 13% территорий России, приповерхностные части которой сложены растворимыми карбонатными, сульфатными или галоидными породами. Основные негативные проявления этих процессов связаны с быстрыми (секунды, минуты и первые дни) оседаниями и провалами земной поверхности диаметром от 1-5 до 200-300 м, вызванными гравитационным обрушением кровли подземных карстовых полостей (карстовые деформации) и (или) суффозионным выносом в эти полости покрывающих водонасыщенных дисперсных пород (карстово-суффозионные деформации). Глубина провалов обычно изменяется от 1-3 до 10-15 м. Но в отдельных случаях она может быть существенно больше. Например, в 1984 г. в окрестностях г. Березняки произошел огромный техногенный карстовый провал, обусловленный подземной разработкой калийных солей, который вышел на поверхность с глубины 400 м.

Наиболее активные и опасные для населения и объектов хозяйства проявления карста характерны в настоящее время для районов развития сульфатных и галоидных пород в Приуралье и Среднем Поволжье (Башкирия, Татарстан, Пермская, Нижегородская и Самарская области). Катастрофические провалы, приведшие к разрушению зданий и сооружений, наблюдались в XX веке во многих других городах и населенных пунктах России (Уфа, Казань, Кунгур, Пермь, Полазан и т. д.), где карстуются преимущественно сульфатные и сульфатно-карбонатные породы. В двух случаях они привели к гибели людей. Из-за карстовых провалов неоднократно прерывались железнодорожные перевозки, особенно по дороге Самара-Златоуст, где они происходят практически ежегодно.

На территории России в целом частота возникновения разрушительных карстовых провалов, приводящих к социальным и экономическим потерям, составляет около 2-5 случаев в год.

1.8.Наводнения

Наводнения проявляются во временном затоплении пойм и первых террас рек в периоды снеготаяния и (или) интенсивных дождевых осадков, приводящих к быстрому подъему уровня и увеличению скорости течения воды. К наводнениям также относятся периодические затопления пологих и низменных побережий морей при нагонах (наводнения приморского типа). Наряду с пожарами в поселениях, наводнения являлись самым разрушительным стихийным бедствием на протяжении практически всей истории России, вплоть до середины XX века. И до сих пор уровень социальных и экономических потерь от наводнений остается очень высоким.

В настоящее время опасность наводнений разного характера существует примерно на 2,4% территории России, а ежегодно в половодье затапливается около 5 млн. га (0,3%). Примерно 50% наводнений на указанной площади обусловлены таянием снега и происходят в весеннее время. В горных и северных районах такие наводнения, классифицируемые как половодье, обычно начинаются поздней весной и заканчиваются в летние месяцы.

На крупных реках продолжительность половодья составляет, как правило, 2- 3 месяца, а на малых - не более 15-20 дней. При этом подъем уровня воды до максимальных отметок происходит на этих реках соответственно через 20-30 и 3-5 дней после начала снеготаяния. Скорость подъема уровня в указанный период может достигать 2-3 м/сут.

Наиболее катастрофические наводнения рассматриваемого типа обычно затрагивают бассейны нескольких крупных рек и наблюдаются, как правило, при наложении следующих двух-трех относительно независимых факторов:

1) значительных запасах снежных масс на водосборах, превышающих среднемноголетние значения;

2) их отложении на увлажненные и успевшие глубоко промерзнуть грунты;

3) быстром снеготаянии, которое иногда усугубляется интенсивными дождевыми осадками.

Такие наводнения, охватывающие огромные территории, происходили в 1908, 1926, 1970 и 1979 гг. на Европейской части России, а в 1959 г. - на Нижнем Енисее. При наводнении 1979 г. только в Башкирии и Свердловской области было затоплено около 400 населенных пунктов.

1.9.Сильные морозы и метели

Сильные морозы, метели, а также некоторые другие метеорологические опасности, связанные с изменениями температуры воздуха и снегопадами (гололед, снежные заносы, заморозки и т. п.), стали представлять серьезную опасность для населения и экономики России преимущественно только в последние 5-10 лет. В это время значительно участились крупные аварии на объектах тепло- и электроснабжения, неоднократно приводившие к замораживанию тепловых сетей в зимний период, особенно в небольших поселениях Сибири и на Дальнем Востоке, и к эвакуации населения из этих поселений. Участились с 2-5 в 80-х годах до 10-50 чел/год. Обычные зимние снегопады стали повсеместно стихийными бедствиями, надолго останавливающими движение транспорта и трудовую активность даже в крупных городах. Все это является следствием произошедших в последнее десятилетие негативных изменений социально-экономической обстановки в большинстве регионов России, повлекшей за собой появление тысяч обездоленных людей и серьезное ухудшение работы служб жилищно-коммунального хозяйства.

1.10.Ураганы, смерчи, шквалы

Ураганы, смерчи, шквалы - это разные названия сильных ветров, различающихся по механизму образования и проявления, скорости и масштабу охвата территорий.

К шквалам относятся внезапно возникающие кратковременные (минуты) сильные ветры со скоростями до 31 м/с включительно, которые часто вырывают с корнями многолетние деревья и приводят к массовым разрушениям легких построек.

Смерчи представляют собой локальное вихревое движение воздуха со скоростью от 18-32 до 93 и более м/с (смерчи интенсивностью 4-6 баллов по шкале Фуджиты-Пирсона), развивающееся от грозового облака к земной поверхности. Средняя скорость поступательного перемещения смерча на местности составляет 50-60 км/час, а площадь поражения на территории России обычно не превышает 1-4 км². В отдельных редких случаях скорость перемещения смерчей может достигать 100-120 км/час, а площадь поражения 60-80 км² при общей длине полосы разрушений до 150-160 км.

Ураганные ветры имеют скорость 32 м/с и более. Такие скорости часто регистрируются при тайфунах в Приморском крае, сопровождающихся проливными дождями. Рассматриваемые разрушительные конвективные метеорологические явления возможны практически на всей территории России, но наибольшую опасность они представляют примерно на 21% площади. Ураганные и шквальные ветры особенно характерны для открытых побережий морей и крупных водохранилищ страны, равнинных и предгорных территорий, примыкающих к горным странам. На территории России смерчи наиболее часто возникают в Центральном и Центрально-Черноземном экономических районах, а также на побережье Черного моря. Повторяемость катастрофических ураганов, смерчей и шквалов на всей территории России, приводящих к гибели людей и прямым экономическим ущербам объемом более 2,5 млн. долл., составляет около 4-5 раз в год.

1.11.Пожары

Природные или растительные пожары обычно разделяются по преобладающим ландшафтам их развития и продуктам горения на лесные, степные, тундровые, кустарниковые, торфяные и т. д. Наибольшую опасность они представляют для 44,6% территории России, покрытой лесом. При этом от 50 до 90% природных пожаров, принимающих неконтролируемый катастрофический характер, ежегодно происходили в пределах мало обжитых и в недостаточной степени контролируемых противопожарными службами территорий Восточной Сибири и Дальнего Востока.

И, несмотря на принимаемые меры по предупреждению природных пожаров, их общее количество и площадь в последние 30 лет ежегодно увеличивалась даже на активно охраняемых территориях, соответственно на 4,9 и 7,2%. Пропорционально площади пожаров происходил и рост экономических потерь от их проявлений.

В настоящее время эти потери составляют, в среднем, 136,1 млн. долл. в год. В отдельные годы эта цифра может быть превышена в 4-5 раз. Так, например, произошло в 1999 г., когда суммарный экономический ущерб от природных пожаров, включающий потери лесного хозяйства и затраты на тушение, достиг 583,4 млн. долларов. Повторяемость таких экстремальных событий составляет, судя по имеющимся статистическим данным, один раз в 20-30 лет.

Из выше изложенного следует, что в силу огромной площади и разнообразия природных, регионально-геологических и зональных - климатических условий, территория и объекты хозяйства России подвержены разрушительным воздействием практическивсех известных типов опасных геологических, гидрометеорологических и биологических процессов.

ГЛАВАIIТЕОРИЯ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ПРИРОДНЫХ РИСКОВ НА ЛОКАЛЬНОМ УРОВНЕ

2.1.Оценка природных рисков на локальном уровне

Основными объектами оценки природных рисков на локальном уровне являются различные по занимаемой площади и объему природно-технические системы (ПТС), включающие все, расположенные в их пределах здания, сооружения и другие объекты хозяйства, от отдельных строительных объектов до их систем в пределах небольших муниципальных образований и населенных пунктов. К неотъемлемым составляющим таких ПТС, обособленных для целей риск-анализа, относятся также постоянно и временно в них находящееся население, а также животный и растительный мир (окружающая природная среда).

Локальные ПТС занимают сравнительно небольшую по площади территорию, обычно картируемую при решении градостроительных, проектных и других задач в масштабе 1:10000 и крупнее. Поэтому для них характерны относительная однородность инженерно-геологических, гидрометеорологических, техногенных, экологических, социальных и других условий, а также развитие двух-трех, реже большего числа обычно взаимосвязанных ОПТП, являющихся источниками риска. Все это определяет специфику и детальность локальной оценки природных рисков потерь в различных сферах, которая рассматривается применительно к отдельным, типичным для территории России объектам и действующим природным и техноприродным опасностям.

2.2.Оценка экономического риска от процесса подтопления строительного объекта

На северо-западе г. Москвы, на участке со средней опасностью развития процесса подтопления, запроектировано строительство жилого здания. Здание типовое бескаркасное кирпичное 5-этажное 4-подъездное. Форма в плане прямоугольная со сторонами 13 и 76 м. Фундамент ленточный сборный: три продольные ленты под несущие наружные и внутренние стены шириной 1,5 м и общей площадью 342 м². Площадь фундаментной части здания или его основания составляет 988 м². Стоимость строительства здания вместе с обосновывающими проектно-изыскательскими работами определена, по укрупненным расчетам, в размере 2,47 млн. условных единиц (у.е.).

Участок строительства сложен сверху вниз техногенными отложениями (мощность 2-3 м), верхнеплейстоценовыми флювиогляциальными песками (20 м), верхнеюрскими глинами (2 м), каменноугольными закарстованными известняками с прослоями доломитов, мергелей и глин (>70 м). Первый от поверхности горизонт безнапорных подземных вод залегает на глубине 5 м (т.е. участок строительства не подтоплен), а пьезометрический уровень напорных подземных вод карбона зафиксирован на глубине 20 м. Среднемноголетняя скорость подъема уровня этого водоносного горизонта составляет, по данным режимных наблюдений, 15 см/год.

Для оценки риска от подтопления был выполнен методом математического моделирования прогноз дальнейшего хода уровня первого от поверхности водоносного горизонта, который показал, что среднемноголетняя скорость его подъема после строительства здания увеличится до 16 см/год за счет дополнительных утечек из подведенных к зданию водонесущих коммуникаций. Подъем уровня будет происходить до глубины 2,5 м, а затем стабилизируется на этой отметке благодаря естественной дренированности участка.

Фундамент здания расположен на 1,5 м выше уровня подземных вод до начала строительства. Значит, он начнет подтапливаться при установленной скорости подъема уровня примерно через 9,4 года и будет подтоплен на 1 м через 15,6 лет.

Таким образом, в течение 50-летнего срока службы здание будет подтоплено 40,6 лет. При этом большую часть этого времени (38,5 лет) мощность зоны подтопления в пределах фундамента составит от 0,35 до 1м.

Для упрощения вычислений примем за расчетные значения уязвимости этого интервала для оцениваемого здания на ленточном фундаменте и определим по формуле полный средний и максимальный риск экономических потерь этого объекта от процесса подтопления в течение 50 лет его службы.

С учетом приведенных выше данных, указанные ежегодные риски будут соответственно равны:

у.е./год;

у.е./год.

Соответствующие удельные средние и среднемаксимальные экономические риски потерь от подтопления здания составят по формуле в течение срока его службы:

у.е./м² год;

у.е./м² год.

Из этих прогнозных оценок следует, что полный приведенный (к определенному промежутку времени) экономический ущерб или риск от подтопления за 50 лет эксплуатации здания составит от 24,4% до 28,4% от его сметной стоимости, что является (с экономических позиций) мало оправданным.

2.3.Оценка индивидуального, социального и экономического риска от селей

Оценим указанные риски для одного поселка, расположенного на Северном Кавказе. В 1992 г. мощный грязекаменный сель разрушил в этом поселке два дома с хозяйственными пристройками, при этом легко пострадал один человек. Требуется определить селевой социальный и экономический риск потерь в ближайшие 10-20 лет на стадии обоснования инвестиций в строительство защитных сооружений в оцениваемом поселке.

Для решения поставленной задачи были проведены комплексные инженерные изыскания масштаба 1:5000 в пределах поселка и на прилегающих территориях возможного развития ОПТП, а также масштаба 1:25000, охватившие большую площадь, для выявления очагов образования селей и трасс их движения. Указанный комплекс изысканий и исследований позволил установить следующее. Ущербообразующие сели, затрагивающие поселок, формируются в единственном селеносном сае, заложенном по контакту древних оползневых и осыпных отложений. По общей шкале опасности ОПТП они относятся к четвертой и пятой категориям опасности (энергетическим классам). Сель 1992 года был четвертой категории опасности. Повторяемость селей четвертой и пятой категорий составляет один раз соответственно за 25 и за 100 лет (частота 0,04 и 0,01 случаев в год). В пределах поселка сели затронут площадь в 4 га.

По данным региональных исследований, сели пятой категории опасности в зоне их воздействия приводит к разрушению примерно 50% объектов хозяйства и гибели до 25% населения (физическая и социальная уязвимость 0,5 и 0,25, соответственно). Сели четвертой категории обычно не сопровождаются гибелью людей, но повреждают до 10% объектов (физическая уязвимость 0,1).

Плотность национального богатства, рассчитанная с учетом частной собственности, составляет в поселке, в среднем, 120 у.е./га. В рассматриваемой части поселка постоянно проживают 1600 человек. Плотность населения около 100 чел./га.

В рассматриваемом случае социальный риск обусловлен только селями пятой категории опасности, имеющими частоту P*(M5)=P*(H)=0.01 случаев/год. Вероятность нахождения группы постоянных жителей поселка в зоне поражения рассматриваемыми селями (социальная уязвимость во времени) для упрощения вычислений примем равной 1. Тогда степень социальной уязвимости населения для селей пятой категории опасности V_s(M)=0,25. Численность населения (D_p) в зоне возможного поражения рассматриваемыми селями на площади 4 га составляет 100*4=400 человек. Следовательно,

чел./чел. год., а

чел./год.

Для конкретного жителя поселка риск гибели от селей может отличаться от определенного выше. Например, учитель, проживающий в опасной зоне, проводит вне ее около 10 часов 6 раз в неделю. Еще 12 недель приходятся на отпуск и командировки за пределами поселка. Следовательно, он подвержен опасности (7*24)-(10*6)=108 часов в неделю и 52-12=40 недель в год. Отсюда, вероятность его нахождения в поражаемой зоне (фактор занятости) в момент прохождения селя пятой категории опасности равна:

2.4.Оценка оползневого и интегрального риска

В пределах того же поселка наряду с селями возможно образование крупного оползня. Требуется определить индивидуальный, социальный и экономический риск потерь в поселке в зоне воздействия этого оползня и в зоне суммарного воздействия оползня и селей.

По данным инженерных изысканий и прогнозов, рассматриваемый оползень относится к процессам пятой категории опасности. Повторяемость таких оползней в ненарушенных природных условиях составляет около одного раза за 75 лет (частота 0,013 случаев / год). В пределах поселка оползень затронет площадь в 2 га. Оползневой индивидуальный первый, социальный, экономический и удельный экономический риски в пределах поселка по формулам составляют соответственно:

чел./чел. год;

чел./год;

у.е./год;

у.е./га год.

Все полученные значения оползневого риска, кроме индивидуального риска 1, несколько меньше соответствующих значений суммарного селевого риска. При одинаковой и равномерной плотности населения и национального богатства в обоих примерах это обусловлено большей вероятностью образования ущербообра-зующих селей в пределах поселка, а также большей площадью поражения при их воздействии (для социального и общего экономического рисков). Но оползневой индивидуальный риск 1 выше селевого из-за большей вероятности возникновения первого процесса, приводящего к гибели людей.

Данные рассуждения приведены лишний раз для дополнительного обоснования одного принципиального положения о том, что наиболее показательными и объективными количественными характеристиками для анализа пространственной изменчивости риска любого генезиса являются его удельные значения - индивидуальные первые и удельные экономические.

Мы оценили оползневой риск в пределах части поселка. Но в контуре, имеющем площадь 0,8 га, поселок подвержен негативным воздействиям, как оползня, так и селей двух категорий опасности. Природный интегральный социальный, индивидуальный первый, полный и удельный экономический риски потерь в этом контуре складываются из соответствующих частных оползневого и селевого рисков. Их сравнительно легко установить по определенным ранее значениям индивидуальных и удельных рисков следующим образом:

чел./год;

чел./чел. год;

у.е./год;

у.е./га.

В этих вычислениях P(l) - вероятность гибели одного человека из группы в контуре, имеющей численность 100-0,8=80 человек, а S - площадь поселка в этом контуре, равная 0,8 га.

Очевидно, что значения индивидуального первого и удельного экономического рисков потерь от оползня и от селей в контурах равны значениям рисков, установленным для поселка. Значения же социального и экономического рисков отличаются в меньшую сторону от определенных ранее значений в этих общих контурах.

2.5.Оценка абразионного и интегрального риска

Ниже поселка по течению реки строится плотина. После завершения строительства будет образовано водохранилище, уровни наполнения которого в пределах поселка придутся на уступ второй эрозионно-аккумулятивной террасы. Требуется определить абразионный риск от переработки берега водохранилища в границах 10-летнего этапа развития процесса, а также риск от суммарного воздействия всех опасных геологических процессов в различных частях поселка.

По данным прогнозов, берег в пределах поселка отступит в среднем на 50 м в первые 10 лет эксплуатации водоема. При этом возникнет оползень. Около 60% хозяйственных объектов будут вынесены из зоны переработки. Значит, опасности разрушения будут подвергаться 40% объектов хозяйства при степени их уязвимости для абразионных воздействий, равной 1. Другие природные и социально-экономические условия поселка не изменятся.

Определим вначале ежегодный экономический риск от переработки берега для всей зоны возможных разрушений, имеющей площадь 5,7 га. Ошибка в ее определении составляет ±3 м. Поэтому вероятность разрушения берега в этой зоне за 100 лет можно принять равной 0,1. Тогда по формулам и экономический полный и удельный риски потерь в зоне переработки составят:

у.е./год;

у.е./га год.

Как видно из этого примера, экономический риск от ежегодно повторяющихся процессов может быть существенно выше среднемноголетнего риска, определенного для относительно редко повторяющихся опасностей. Поэтому такие события необходимо оценивать как в показателях комбинированного риска, так и возможного единовременного ущерба.

Индивидуальный риск 1 гибели от переработки на водохранилищах России не превышает 8,6*10^-7чел./год. Это же значение риска можно принять в первом приближении и для жителей поселка. Проживает и будет проживать 1600 человек, являющихся потенциальными пользователями водохранилища. Тогда по преобразованной формуле величина социального риска во всей 10-летней зоне переработки составит:

чел./год.

Для определения суммарного риска от всех установленных опасных геологических процессов, угрожающих поселку, разобьем зону потенциальной переработки берега на 4, а территорию поселка на 9 участков, различающихся по площадным ассоциациям опасностей и частоте их возникновения. В пределах первого участка (0,7 га) риск обусловлен воздействием процесса переработки и оползня, который может образоваться как в результате абразионной подрезки склона, так и по естественным причинам.

Абразионный оползень может произойти в любой год из 10 после наполнения водоема. Значит, вероятность его смещения за этот отрезок времени составит 0,1. Вероятность образования оползня при естественном, не нарушенном водохранилищем ходе процесса равна 0,013. Отсюда суммарная вероятность проявления рассматриваемого оползня по теореме сложения вероятностей Р=0,1+0,013=0,113.

Оба оползня после создания водохранилища приводят к одному и тому же ущербу. На участке проживает 100-0,7=70 человек. После переселения и переноса части объектов хозяйства из зоны переработки на участке останутся частные сады и огороды. На них ежедневно будут работать или отдыхать около 20 человек по 4 часа в день в течение восьми месяцев в году (3,8 недель). Тогда вероятность нахождения типичного индивида в рассматриваемой зоне поражения или его уязвимости для оползневых и других воздействий во времени составит:

Экономическая и социальная уязвимость населения в пространстве в пределах участка после создания водохранилища не изменятся. Только опасности разрушения оползнями после переноса будут подвержены 40% объектов хозяйства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Налицо некоторое несоответствие полученных результатов. Оно объясняется тем, что переработка берега приводит к полному, а оползни - к значительному разрушению материальных ценностей, которые, как показывает практика, не могут быть компенсированы или восстановлены за 10 лет. Но подобного несоответствия нет при оценке суммарного комбинированного риска и ущерба от редко повторяющихся опасностей, разделенных достаточным для восстановления разрушенного временным отрезком. Учитывая некоторую условность величин комбинированного риска, характеризующих, как уже отмечалось, возможные среднемноголетние потери, следует признать, что некоторые отличия в величинах трансформированного риска и полного ущерба могут иметь место. Но они не являются достаточным критерием достоверности полученных результатов. Эти результаты могут быть поставлены под сомнение только после соответствующего анализа, в случае существенной не менее чем на порядок разницы в значениях рассматриваемых характеристик потерь. По последнему критерию оценки риска довольно точно отражают реально существующую негативную ситуацию в пределах участка 1, требующую принятия неотложных мер по снижению уровня природного риска.

С использованием аналогичной методики были проанализированы и оценены природные социальные и экономические риски от различных площадных ассоциаций опасных геологических процессов, угрожающих отдельным участкам поселка и сопредельных территорий. Такой прием повышает информативность карт риска, но одновременно усложняет их восприятие неспециалистами, для которых они собственно и предназначены. Совмещение можно считать оправданным при картографировании риска от одной-двух опасностей, приводящих к потерям в какой-то одной сфере, то есть для относительно простых природно-техногенных условий. Его следует использовать и в том случае, когда все результаты оценки социального, экономического и экологического риска выражены в единых стоимостных показателях. Последнее, правда, сейчас представляет определенные трудности из-за отсутствия в России и в других странах общепринятых и нормативно узаконенных методик оценки ущерба в различных сферах его фиксации.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Анофриков В.Н., Бобок С.А., Дудко М.Н, Елистратов Г.Д. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие для вузов/ГУУ. – М.: ЗАО "Финстатинформ", 1999г.

2.Бабаев Н.С., Кузьмин И.И. Абсолютная безопасность или “приемлемый риск”. М.,1992г.

3.Баринов А.В. Чрезвычайные ситуации природного характера и защита то них. Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. – М.: Ладос-Пресс, 2003.

4.Белов С.В., Девисилов В.А., Козьяков А.Ф. Безопасность жизнедеятельности – М.: Высшая школа, 2000г.

5.Владимиров В.А., Воробьев Ю.Л., Салов С.С. и др. Управление риском. Риск. Устойчивое развитие. Синергетика. – М., 2000г.

6.Демин В.Ф., Шевелев Я.В. Развитие основ анализа риска и управления безопасностью. М., 1989г.

7.Рагозин А.Л. Оценка и управление природными рисками. – М.: Издательская фирма «КРУК», 2003г. – 320 с.

8.Демин В.Ф., Шевелев Я.В. Развитие основ анализа риска и управления безопасностью. М., 1989г.

9.Сугак Е.В., Василенко Н.В., Назаров Г.Г. и др. Надежность технических систем.- Красноярск: МГП «Раско», 2001. – 608 с.

10.Степанов Б.М. Теоретические основы обеспечения безопасности жизнедеятельности. – М.: ВА РВСН, 2001г. – 351 с.