Природные опасности

• Положения… Определения… Природные опасности, явления или процес­сы геофизического, геологического, гидрологического, атмосферного, биосферного и другого происхождения такого масштаба, которые вызывают катастрофические последствия. Стихийные бедствия сегодня носят все более синергетический ха­рактер, выражающийся в том, что одно природное явление вызывает целую цепочку других, порой катастрофических процессов. Существенно повышается вероятность того, что в зону риска природ­ных катастроф будут вовлечены территории, насыщенные сложными инженерными сооружениями (АЭС, химические предприятия и др.). Стихийные бедствия могут возникать как одиночно, независимо одно от другого, так и во взаимосвязи. Процесс развития природных опасностей зачастую приобретает непрерывный характер, приводящий к катастрофе. Природная катастрофа – это результат экстремальной геофизической ситуации, при которой из-за неблагоприятной природной обстановки возникают поражающие факторы, способные в случае неблагоприятной социально-экономической ситуации породить стихийное бедствие.

Природная катастрофа является быстропротекающим природным процессом, обусловленным действием гравитации, земного вращения или разницей температур. Они могут происходить: 1) в результате быстрого перемещения вещества (землетрясения, склоновые процессы); 2) в процессе высвобождения внутренней энергии и выделения её на земной поверхности (вулканическая деятельность, землетрясения); 3) при повышении водного уровня рек, озёр и морей (наводнения, морские наводнения и цунами); 4) под действием необычайно сильного ветра (ураганы, тропические циклоны).

• Классификация… Причины… Параметры… Природные катастрофы, испытываемые человеком, могут возникнуть внутри Земли (землетрясения, вулканические извержения), на ее поверхности (нарушения устойчивости склонов в связи с внутренними или внешними причинами), а также могут быть связаны замерзшей водой (снежные и ледниковые лавины) или ее жидкой формой (наводнения, размыв дамб и берегов). Наконец они могут возникнуть в атмосфере (сильные ураганы).

Основными причинами сохранения при­родной опасности являются:

1. Увеличение антропогенного воздействия на окружающую природ­ную среду, провоцирующего или усиливающего негативные по­следствия опасных природных явлений. 2. Нерациональное размещение объектов хозяйственной деятельно­сти и расселение людей в зонах потенциальной природной опас­ности. 3. Недостаточная эффективность, неразвитость или отсутствие сис­тем мониторинга состояния окружающей природной среды. 4. Низкая достоверность прогнозирования природных явлений. 5. Отсутствие или плохое состояние гидротехнических, противоопол­зневых, противоселевых и других защитных сооружений, а также защитных лесонасаждений. 6. Недостаточные объемы и низкие темпы сейсмостойкого строи­тельства, укрепления зданий и сооружений в сейсмоопасных рай­онах. 7. Отсутствие или недостаточность кадастров потенциально опас­ных районов (регулярно затапливаемых, особо сейсмоопасных, селеопасных, оползневых и др.). Параметры (размеры) катастроф определяются рядом факторов, и в первую очередь – народонаселением и уровнем капиталоёмкости территории.

• Землетрясения… Известно, что в недрах Земли непрерывно происходят внутренние процессы, которые влияют на изменения земного ландшафта – лика Земли. Чаще всего эти изменения очень медленные, но идут они непрерывно. Измерениями установлено, что отдельные участки земной поверхности опускаются, другие, наоборот, поднимаются. Даже расстояния между земными континентами не остаются постоянными. Когда внутренние процессы протекают бурно, тогда лик Земли меняется особенно заметно, и эти процессы называют землетрясениями или извержением вулканов. Из природных катастроф землетрясения являются самыми мощными явлениями, превращающими в развалины целые города и даже районы. Подсчитано, что из числа мировых стихийных бедствий землетрясения составляют 15 %.

• Землетрясения… Причины… Процесс… Зональность… По механизму образования землетрясения подразделяются на несколько классов: 1) с вулканическими процессами; 2) с обрушениями полостей геологического и техногенного происхождения; 3) с тектоническими процессами; 4) с атомными взрывами. Чем выше напряжения в породах, тем больше они накапливают потенциальной (сейсмической) энергии, которая переходит в кинетическую энергию при деформациях в очаге землетрясения.

По характеру разрушения и повреждения зданий и сооружений можно подразделить на восемь основных видов, которые в свою очередь составляют две группы. 1. Повреждения сооружений в целом и изменения их положения относительно основания или фундамента в форме: а) смещения, б) просадки, в) наклона, г) опрокидывания; 2. Повреждения отдельных конструкций или их элементов в форме: а) деформации, б) обрушения, в) повреждения, г) крушения. Причинами, вызывающими повреждения первой группы, обычно служат недостаточная или неравномерная несущая способность фундамента; чрезмерные неравномерные нагрузки, превышающие расчётные. Причинами, вызывающими повреждения второй группы, являются силовые статические и динамические воздействия – разрывы, разрушения, трещины, расстройства соединений, механические воздействия – вмятины, прогибы, искривления, истирания и др. Физико-химические воздействия, которые приводят к разрушению – колебания, высокая (низкая) температура, коррозия. Степень и характер поражения объектов зависит от: силы и вида землетрясения; расстояния от объекта до эпицентра; технических характеристик сооружений объекта – его конструкции, прочности, размеров, формы, планировки и характера застройки, а также от ландшафта местности. Вышедшими из строя являются: промышленные здания – при сильных разрушениях; гражданские здания и сооружения – при средних разрушениях; население – при поражениях средней тяжести. Основные действия при ликвидации последствий землетрясений по значимости следующие: а) поиск пострадавших и извлечение их из-под завалов и полуразрушенных, горящих зданий; б) тушение пожаров в зданиях и завалах; в) доставка пострадавшим воды, питания и одежды.

Аварийно-восстановительные работы включают прокладку колонных путей по завалам, расчистку завалов, ликвидацию повреждений на коммунально-энергетических сетях, обрушение стен зданий и других конструкций зданий и сооружений, не подлежащих восстановлению и представляющих опасность для окружающих.

Общую проблему прогноза землетрясений принято расчленять какбы на три части: 1) прогноз места землетрясения; 2) предсказание его максимальной силы; 3) определение времени его возникновения. К предупреждающим признакам, предвестникам землетрясений относятся: наклон и деформация пород в эпицентральной области; нарушение микросейсмической активности; изменение таких физических свойств пород, как их электрическое сопротивление и магнитные свойства, обусловливающие сейсмомагнитный эффект. Американский сейсмолог Рикитаки разделяет все предвестники, признаки надвигающегося землетрясения, на три класса: 1) предвестники, характеризующиеся различным временем проявления в зависимости от магнитуды; 2) и 3) краткосрочные предвестники, для которых отсутствует зависимость времени проявления от магнитуды. Среднее время проявления этих предвестников до толчка, соответственно, 2-4 часа и 4-5 суток. Накануне крупных землетрясений в нескольких случаях отмечались такие предвестники, как аномальные деформации пород, которые обнаруживают по горизонтальным и вертикальным смещениям поверхности Земли. Рост деформации может также проявиться в изменении физико-механических свойств пород, в частности скорости распространения упругих волн и особенно отношения скоростей продольных и поперечных волн. Продольные волны обычно распространяются со скоростью в 1,75 раза большей, чем поперечные. При землетрясениях скорость продольных волн уменьшается, и это соотношение выражается цифрой 1,5.

• Защита… Землетрясение… Землетрясения влекут за собой тяжелые, иногда катастрофические последствия, которые характеризуются: 1. Разрушением и опрокидыванием зданий и сооружений, под обломками которых гибнут люди. Как известно, не землетрясения убивают людей, а разрушающиеся при этом здания, построенные людьми. Совершенствование строительства – первое направление в защите от землетрясений. 2. Возникновением взрывов и массовых пожаров, происходящих в результате замыкания в электрических сетях, производственных аварий и наличия в городах в больших количествах воспламеняющихся жидкостей и газов. Правильная канализация электроэнергии, соответствующее размещение и хранение горючих веществ и материалов – ­второе направление в защите от землетрясений. 3. Разрушением и завалом населённых пунктов в результате образования многочисленных провалов из-за трещин в почве, обвалов и оползней склонов. Определение места размещения населённого пункта с учётом последствий воздействия землетрясения на фундаменты зданий – третье направление в защите. 4. Затоплением населённых пунктов и целых районов в результате образования водопадов, подпруд на озерах и отклонения течения рек. В какой-то степени этого можно избежать также правильным выбором места заложения населённого пункта.5. Отравлением людей удушливыми газами при выделении их из разрушенных ёмкостей и из недр земли. 6. Психологическим воздействием на людей, приводящим к тяжёлым травмам, иногда со смертельным исходом. Поэтому обучение людей поведению и действиям в чрезвычайных условиях землетрясений – четвёртое направление в защите от последствий землетрясений. Следует отметить, что сейсмические районы занимают благоприятные в климатическом отношении участки Земли, поэтому не случайно многие из них плотно заселены. Таким образом, защита людей от землетрясений остаётся и будет оставаться важной задачей, поэтому необходимо правильно планировать и размещать объекты жизнедеятельности людей на таких территориях.

• Определения… Любой склон может быть потенциальной причиной катастрофы, которая может повлечь за собой нарушение нормальной жизнедеятельности, разрушения и гибель людей. Склоновые процессы по механизму условно делят на пять типов: обвалы, опрокидывания, оползни скольжения, оползни опрокидывания, грязекаменные потоки и переходный процесс – сель (от sail – «бурный поток»). По существу склоновые явления представляют собой совокупность движения масс породы, в процессе которых происходит разрушение и сдвиг вдоль одной или нескольких характерных плоскостей. Из выделенных типов склоновых процессов только оползни скольжения поддаются в настоящее время количественному анализу по методу многоугольника сил или сил по круглоцилиндрическим плоскостям. Эти методы расчёта не применимы к обвалам, опрокидываниям, оползням выдавливания и потокам. Кинематика и механизм склоновых явлений достаточно изучены для качественного и статистического подходов в оценке этих процессов или для прогнозирования возможного развития. Методы изучения оползней применимы как для природной среды, так и для среды, изменяемой деятельностью человека.

Склоновые явления вызывают прямые и косвенные убытки, повреждая автострады, железные дороги, промышленные предприятия, рудники, жилье и другие сооружения. К прямым относятся убытки, связанные с реальным ущербом, причиненным сооружениям и имуществу. Примерами косвенных убытков могут служить: а) потери в налогооблажении собственности, разрушенной склоновыми явлениями; б) уменьшение реальной стоимости недвижимого имущества в районах, затронутых склоновыми явлениями; в) потери в продуктивности сельскохозяйственной и лесной промышленности; г) потери в промышленном производстве из-за нарушения транспортных и хозяйственных связей. Косвенные убытки трудно поддаются оценке, но они могут быть больше прямых убытков. Исследования показали, что большие разрушительные оползни связаны с деятельностью человека.

· Физика… Механика… Склоновые процессы можно классифицировать по многим схемам, каждая из которых полезна в выделении признаков, необходимых для прогнозирования, контроля, стабилизации оползней и других целей. Особенности процессов, используемые в качестве критериев для определения и классификации, включают тип движения, состав пород, скорость движения, морфологию участка накопления, возраст, причины, степень нарушенности пород и далее, наличие или отсутствие морфологии оползня от геологической структуры, степень развития, географическое положение типичных примеров оползней и степень их активности. Основными критериями предлагаемой классификации приняты, во-первых, тип движения и, во-вторых, тип пород. Типы движения подразделяются на пять основных групп: обвалы, опрокидывания, оползни скольжения, выдавливания и течения (потоки). Шестая группа – сложные склоновые явления (смещения) – охватывает сочетания из двух и более видов этих процессов.

· Факторы… Влияние… Наряду с причинами, способствующими движению, необходимо иметь представление о факторах, увеличивающих и (или) снижающихэффективность действия склоновых процессов. Эти знания необходимы для прогнозирования устойчивости склона и разработки проектов безопасности. Главными факторами формирования оползня являются факторы, увеличивающие сдвиговые напряжения, к которым относят удаление поддерживающего упора. Это удаление осуществляется следующими процессами: 1. Эрозионная деятельность: а) рек и потоков, образующих большинство природных склонов, которые подвержены оползням; б) ледников, которые глубоко врезаются и образуют крутые борта горных долин с крутыми оползнями и обломочными потоками; в) волн прибрежных или приливных течений; г) субаэрального выветривания пород, их увлажнения, высыхания и воздействия морозов. 2. Предшествующие скальные обвалы и оползни проседания и крупные тектонические дислокации. 3. Деятельность человека по: а) созданию выемок, карьеров, котлованов и каналов; б) удалению подпорных стен и шпунтовых заграждений; в) созданию водоемов и водохранилищ и изменению их уровня. Следующим фактором увеличения сдвигового напряжения является нагружение склона естественной нагрузкой, которая создаётся: а) весом града, снега, дождевой и родниковой воды; б) накоплением склоновых отложений на поверхности оползневоопасного участка; в) обрушением вулканических материалов, образующих лавины и обломочные потоки; г) растительностью; д) фильтрационным давлением подземных вод. Наряду с естественной, склон может подвергаться действию искусственной нагрузки, такой как: а) возведение насыпей; б) создание отвалов руды или горной породы; в) устройство хвостохранилища; г) вес зданий, сооружений, поездов; д) вес воды, вытекающей из неисправных водопроводов, каналов, водохранилищ. Развитию оползневого процесса могут способствовать природные динамические напряжения. Сотрясения от взрывов, оборудования, движение транспорта и обрушений пород на соседних участках склона также являются источниками динамических напряжений. В отдельных случаях удаление нижнего подпора верхнего массива тоже является причиной склонового процесса. Это удаление происходит по ряду причин, таких как: а) подмыв берегов реками или волнами; б) субаэральное выветривание, смачивание или высыхание и воздействие мороза; в) подземное выщелачивание, при котором удаляются растворимые карбонаты, соль и гипс, а также суффозия рыхлого материала под наиболее прочными породами; г) горные работы и подобные искусственные факторы; д) потеря прочности и разрушение нижележащих пород; е) выдавливание пластичных нижележащих грунтов.

• Защита… Проектирование... Если на стадии проектирования исходить из правильных предпосылок и предвидеть перспективу развития процесса, склоновый процесс будет исключён или его последствия не разовьются в катастрофу. В этой связи следует исходить из правильно выбранных положений проектирования. При проектировании откосов учитывается ряд положений. Во-первых, из-за разнообразия свойств грунтов и геологических условий каждый проект откоса имеет специфические особенности. Во-вторых, технология оценки устойчивости в одинаковой мере относится как к откосам выемок, так и к откосам насыпей. В-третьих, – выбор корректного метода, расчета является только частью задач, возникающих при проектировании откосов. Проектирование включает вопросы полевых исследований, лабораторных испытаний и строительного контроля (авторский надзор). Стандартный подход в выполнении этих задач недопустим: необходима максимальная гибкость при решении каждого вопроса.

• Определения... Гидроцикл... Гидрограф... Если землетрясения и вулканическая деятельность неподвластны человеку, то паводки представляют собой такую катастрофу, за которую во многом человек ответственен сам. Наводнения делятся на два основных типа: речные и морские. Это определяется только тем, водой какого бассейна затопляется суша. При этом не только гибнут люди, но наносится большой вторичный ущерб. Это разрушенные населённые пункты, утонувший скот, эрозия почв (лат. erosio – «разъедание») – смыв и размыв наиболее плодородного слоя, занесение земель грязью, болезни и голод.

• Наводнения... Прогнозирование... В основе прогнозирования (предсказания) наводнений лежит статистический метод. В основу метода положена статистическая обработка материалов наблюдений по водосборному бассейну или более обширной территории. По наблюдениям установлено правило: чем меньше паводок, тем выше частота его повторения. Это правило можно распространить на все природные катастрофы. Исходя из правила, вычисляют паводки однолетние, десятилетние, столетние и т. д. При этом учитывают наиболее неблагоприятные обстоятельства, например, сочетание значительных атмосферных осадков, быстрого таяния снега, а также неблагоприятных растительных, морфологических и геологических факторов. Кроме статистического метода существуют методы эмпирические, устанавливающие зависимость наводнений от каких-то конкретных физических факторов.

• Наводнения... Предупреждение... Защита... Различают превентивные (стратегические) и непосредственные (локальные) методы защиты. Первые осуществляются государством, так как включают планирование застройки населённых пунктов, соблюдение правил землепользования и долговременные мероприятия, такие как облесение склонов. Устройство заградительных дамб – один из старейших методов защиты, который продолжает сохранять своё значение. Не обязательно дамбы возводить в непосредственной близости от реки: хотя они и должны следовать её течению, однако, не каждому речному изгибу. Высота дамб зависит от цели и данных контрольных расчётов. Чаще всего сооружают 3–10-метровые дамбы с уклоном в сторону русла 1:2, а в противоположную сторону – 1:3 или 1:4. Заградительные дамбы сооружаются из подручных материалов, укрепляются кирпичом, камнем, железобетоном. При непосредственной угрозе затопления половодьем, валы складывают из мешков с песком. Для долговременной защиты осуществляют регулирование русла реки. Оно должно вмещать как можно больше воды. Для этого проводят дноуглубительные работы (некогда спрямляли русла, теперь этого делать не рекомендуется). Важной мерой защиты являются каналы, которыми вода отводится в другие места. На крупных реках сооружают водохранилища, плотины и заградительные дамбы. Наряду с техническими средствами защиты, в населённых пунктах проводятся регулярные организационные мероприятия, которые проводят паводковые комиссии. В различных странах паводковыми комиссиями разработаны инструкции на случай наводнений.

• Море... Наводнение... Прилив... Прогноз... Защита... Наряду с речными наводнениями, проживающим по берегам морей следует знать о морских наводнениях. К катастрофическим приливным наводнениям относятся цунами и штормовые приливы. В данном случае слово прилив не совсем точно. Поскольку приливы связаны с движением Луны. Когда наблюдается смена фаз Луны – новолуния и полнолуния – наблюдается высокий прилив, называемый сизигийным (гр. syzygio – «сопряжение», «соединение»). В этом случае, как известно из астрономии, наблюдается наибольшее притяжение между Солнцем и Землёй. Когда силы притяжения минимальны, наблюдается низкий или квадратурный (линии взаимодействия Солнца и Земли составляют угол 90⁰) прилив. Населённые пункты на берегу моря строятся с учётом сизигийных приливов, поэтому в основном безопасны. Если ветер непрерывно дует в сторону суши, то может образоваться нагонная волна, которой считается такое аномальное повышение уровня моря, когда оно достигает не менее 1 м над нормальным для данного периода года. Нагонные волны далеко не безобидны и являются причиной многих человеческих жертв. Воздействие штормовых приливов определяется не только высотой уровня моря, но и морфологией (гр. morphe – «форма») т.е. строением почв побережья. В настоящее время штормовые приливы случаются один раз в 5 или 10 лет. Они связаны с областями низкого давления, которые перемещаются из Северной Атлантики к западным берегам Норвегии.

Прогнозирование морских наводнений базируется на учёте метеорологических факторов, перемещении областей низкого давления, циклонами и любыми нарушениями режима, связанного с сильными ветрами, дующими в сторону суши. Ожидаемое время критических наводнений соизмеримо с нормальным ожиданием состояния уровня моря по таблицам приливов и отливов. Наряду с этим необходимо прогнозировать повышение уровня моря, которое существенно влияет на это явление. Меры защиты от морских наводнений практически те же, что и от речных наводнений – сооружение различных гидротехнических сооружений.

Опасности военного времени характеризуются следующими признаками: они планируются, подготавливаются и реализуются человеком, его разумом и поэтому имеют более сложный и изощрённый характер, чем природные и техногенные опасности; в реализации опасностей военного времени меньше стихийного и случайного; оружие приме­няется, как правило, в самый неподходящий момент для жертвы агрессии и в самом уязви­мом для нее месте; развитие средств поражения всегда опережает развитие адекватных средств защиты; в течение какого-то промежутка времени имеется превосходство средств нападе­ния над средствами защиты; для создания средств нападения всегда используются после­дние научные достижения, привлекаются лучшие научные силы, лучшая научно-производ­ственная база; все это ведет к тому, что от некоторых средств нападения практически не­возможно найти средств и методов защиты (в частности, это относится к ракетно-ядер­ному оружию); современные и будущие войны все чаще носят террористический, антигу­манный характер; мирное население воюющих стран превращается в один из объектов во­оруженного воздействия с целью подрыва воли и способности противника оказывать со­противление.

К современным видам оружия можно отнести: лазерное оружие, источники некогерент­ного света, СВЧ-оружие, инфразвуковое оружие, воздействие электромагнитного импульса, биотехнологическое оружие, средства информационной борьбы, метеорологическое оружие, геофизическое оружие, биологическое оружие нового поколения, включая психотропные сред­ства, химическое оружие нового поколения, парапсихологические методы воздействия на человека.

Ядерное оружие – самое мощное оружие массового поражения, основанное на исполь­зовании внутриядерной энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления тяжелых ядер некоторых изотопов урана и плутония или при термоядерной реакции синтеза легких ядер (дейтерия, трития).

По мощности ядерные боеприпасы условно подразделяются на: сверхмалые (мощностью до 1 кт), средние (10 – 100 кт), крупные (100 кт – 1 Мт), сверхкрупные (мощностью свыше 1 Мт).

В зависимости от решаемых задач, ядерный взрыв может быть произведен в разряженных слоях атмосферы или в космосе, в приземных слоях атмосферы, у поверхности Земли или воды, или под землей (водой). В связи с этим различают высотный, воздушный, наземный (надводный) и подземный (подводный) взрыв.

Разновидностью ядерного оружия являются нейтронные боеприпасы с термоядерным зарядом малой мощности, поражающее действие которых в основном определяется воздей­ствием g-лучей. Это оружие повышенной радиации предназначено для поражения живой силы противника при максимальном сохранении материальных ценностей.

Средствами доставки боеприпасов к целям являются ракеты наземного, морского и воз­душного базирования, специально оборудованные самолеты, артиллерия, а также диверси­онно-разведывательные группы.

В результате применения ядерного оружия возникает очаг ядерного поражения – терри­тория, подвергшаяся воздействию поражающих факторов ядерного взрыва.

К поражающим факторам ядерного взрыва относятся: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение местности, электромагнитный импульс. Ударная волна – это область сжатого воздуха, в виде сферического слоя стремительно распространяющаяся во все стороны от эпицентра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Ее источником является высокое давление в центре взрыва (до 10 ГПа) и высокая температура (до десятков миллионов градусов). Основная характеристика этого фактора – избыточное давление во фронте ударной волны. Раскаленные пары и газы, стремясь расшириться, про­изводят резкий удар по окружающим слоям воздуха, сжимая их до больших давлений и плот­ности. Эти слои воздуха приводят в движение последующие слои. Воздушная ядерная волна при ядерном взрыве средней мощности проходит примерно 1000 м за 1,4 с, 2000 м – за 4 с, 3000 м – за 7 с, 5000 м – за 12 с. С увеличением расстояния от места взрыва скорость распро­странения воздушной волны быстро падает и на больших удаленьях ударная волна перехо­дит в обычную акустическую волну. На взрывную волну расходуется до 50 % энергии ядер­ного взрыва. Продолжительность действия ударной волны около 15 с.

Параметрами воздушной ударной волны являются: избыточное давление ∆р_ф – разность между нормальным атмосферным давлением перед фронтом волны и максимальным давле­нием во фронте ударной волны; скоростной напор ∆р_ск – динамическое давление, создавае­мое потоком воздуха, движущимся за фронтом ударной волны; продолжительность действия избыточного давления Т при тротиловом эквиваленте, равном 20 кт и 1 Мт, t - соответ­ственно равно 0,6 и 3 с.

При непосредственном воздействии ударной волны различают следующие степени по­ражения людей: легкая (∆р = 20-40 кПа) – ушибы, вывихи, временное повреждение слуха, общая контузия, средняя (∆р_ф = 40-60 кПа) – повреждение органов слуха, кровотечение из носа и ушей, сильные вывихи конечностей, тяжелая (∆р_ф = 6-100 кПа) – контузия всего организма, переломы конечностей, повреждения внутренних органов и крайне тяжелая (∆р > 100 кПа) – смертельный исход.

Средствами защиты от поражающего действия ядерного оружия являются убежища, рас­считанные на сопротивление воздействию ударной волны, укрытия, подземные выработки, естественные укрытия и рельеф местности (возвышенности, лощины, овраги, ямы, ворон­ки).

Световое излучение – это электромагнитное излучение, совокупность видимого света и близких к нему по спектру ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Световое излучение представляет собой огненный шар с температурой 8-10 тыс. градусов. Размеры светящей­ся области и ее температура быстро изменяются во времени. При воздушном взрыве ядерно­го боеприпаса 20 кт световое излучение продолжается 3 с, 10 Мт – 23 с. На световое излуче­ние расходуется до 30-35 % энергии ядерного взрыва.

Источником светового излучения является светящаяся область взрыва, состоящая из рас­каленных газообразных продуктов взрыва и воздуха, нагретых до температуры в несколько тысяч градусов, в связи с чем световое излучение вызывает массовые пожары.

Поражение глаз человека может быть в виде временного ослепления под влиянием яркой световой вспышки. В солнечный день ослепление длится

2-5 мин. а ночью, когда зрачок сильно расширен и через него проходит больше света, до 30 мин. Более тяжелым и необра­тимым поражением является ожог глазного дна, возникающий в том случае, когда человек фиксирует свой взгляд на вспышке взрыва. Такое поражение возникает в результате фокуси­руемого на сетчатке падающего потока световой энергии в количестве, достаточном для ожога ткани.

Ожоги I степени (S = 100 - 200 кДж/м²) выражаются в болезненности, покраснении и при­пухлость кожи. Они не представляют серьезной опасности и быстро вылечиваются без ка­ких-либо последствий.

При ожогах II степени (S = 200 - 400 кДж/м²) образуются пузыри, заполненные прозрачной белковой жидкостью. При поражении значительных участков кожи человек может поте­рять на некоторое время трудоспособность и нуждается в специальном лечении.

Пострадавшие с ожогами I и II степени, достигающими даже 50 – 60 % поверхности кожи, обычно выздоравливают.

Ожоги III степени (S= 400 - 600 кДж/м²) характеризуются омертвением глубоких слоев кожи с частичным поражением ростового слоя.

Ожоги IV степени (S > 600 кДж/м²) вызывают омертвление более глубоких слоев - под­кожной клетчатки, мышц, сухожилий, костей.

Поражение ожогами III и IV степени значительной части кожного покрова может приве­сти к смертельному исходу.

Защита от светового излучения более проста, чем от других поражающих факторов. Све­товое излучение распространяется прямолинейно. Любая непрозрачная преграда, в качестве которой могут служить предметы, создающие тень, может служить защитой от него. Полную защиту обеспечивают убежища и укрытия.

Большую опасность для людей и животных представляют пожары, возникающие в ре­зультате воздействия светового излучения и ударной волны. Так, в Хиросиме и Нагасаки примерно 50 % всех смертельных случаев было вызвано ожогами, из которых 20 - 30 % вызваны непосредственно световым излучением, а 70 % – ожогами от пожаров.

Устойчивость зданий определяется огнестойкостью строительных материалов, степенью огнестойкости зданий и сооружений, степенью пожарной опасности технологического про­цесса, сырья, продукции, плотностью застройки.

Проникающая радиация – это поток g-лучей и нейтронов, излучаемых из зоны ядерного взрыва, обладающих большой проникающей способностью. На долю проникающей радиа­ции приходится около 10 % энергии взрыва.

Источником проникающей радиации является ядерная реакция и радиоактивный распад продуктов ядерного взрыва. Время действия проникающей радиации не превышает 10 - 15 с с момента взрыва. Расстояние, на котором действует проникающая радиация, около 1,5 км.

На своем пути g-лучей и нейтроны вызывают ионизацию среды. У незащищенных лю­дей, в зависимости от поглощенной дозы, может возникнуть лучевая болезнь различной сте­пени тяжести. Поражающее действие проникающей радиации вызывается облучением, в процессе которого g-лучи и нейтроны ионизируют молекулы живых клеток, нарушая их жиз­недеятельность, и при больших дозах приводят к их гибели.

Проникающая радиация может вызвать обратимые и необратимые изменения в материа­лах, элементах радиотехнической, электротехнической оптической и другой аппаратуры.

Необратимые изменения в материалах вызываются нарушением кристаллической решет­ки вещества вследствие возникновения дефектов в материалах, а также в результате прохож­дения различных физико-химических процессов: радиационного нагрева, происходящего вследствие преобразования поглощенной энергии проникающей радиации в тепловую; окис­лительных химических реакций, приводящих к окислению контактов и поверхностей элект­родов; деструкции и «сшивании» молекул в полимерных материалах, приводящих к изменению физико-химических и электролитических параметров; газовыделения и образования пылеобразных продуктов, которые могут вызвать вторичные воздействия (взрывы в замкну­тых объемах, запыление отдельных деталей приборов и т.п.). Возможно образование приме­сей радиоактивных веществ. Наиболее опасными по вторичному излучению являются матери­алы, содержащие бор, марганец, кадмий, индий, серебро и др.

Защитой от проникающей радиации служат различные материалы, ослабляющие g-лучи и нейтроны, характеризуемые толщиной слоя половинного ослабления, т.е. слоем вещества, при прохождении через которое интенсивность g-лучей или нейтронов уменьшается в 2 раза.

Для обеспечения эффективной защиты людей от проникающей радиации учитывается степень ее ослабления защитными сооружениями, оцениваемая коэффициентом защиты со­оружения, показывающим, во сколько раз данное сооружение ослабляет проникающую ра­диацию.

Радиоактивное заражение местности возникает в результате выпадения радиоактив­ных веществ из облака ядерного взрыва.

Основными источниками радиоактивности при ядерных взрывах являются: продукты деления веществ, составляющих ядерное горючее (200 радиоактивных изотопов 36 хими­ческих элементов); наведенная активность, возникающая в результате воздействия потока нейтронов ядерного взрыва на некоторые химические элементы, входящие в состав грунта (натрий, кремний и др.); некоторая часть ядерного горючего, которая не участвует в делении и попадает в виде мельчайших частиц в продукты взрыва.

Радиоактивное заражение местности имеет ряд особенностей, отличающих его от других поражающих факторов ядерного взрыва: большая площадь поражения (тысячи и десятки тысяч км²); длительность сохранения поражающего действия (дни, недели а иногда месяцы); труд­ность обнаружения радиоактивных веществ, не имеющих цвета, запаха и других внешних признаков; постоянно происходящий спад уровня радиации (дозы облучения, которую мо­жет получить человек в единицу времени) вследствие распада радиоактивных веществ.

Степень радиоактивного заражения местности зависит от: вида взрыва, мощности ядер­ного боезапаса, метеорологических условий (наличия, скорости и направления ветра), рель­ефа местности.

Наибольшее заражение местности будет происходить при наземных и подземных, над­водных и подводных взрывах. Выпадение радиоактивных веществ при наземном взрыве происходит по пути движения облака и образует на местности радиоактивный след эллип­соида. Его форма, ширина и длина определяется мощностью заряда, высотой взрыва, скоро­стью ветра.

Основными характеристиками радиоактивного заражения местности являются мощность экспозиционной дозы и экспозиционная доза. Местность считается зараженной, если мощ­ность экспозиционной дозы достигает 0,5 Р/ч и выше.

Поражающими факторами на следе радиоактивного облака являют­ся g-излучения, вызывающие общее внешнее облучение, b-частицы, вызывающие при внеш­нем воздействии радиационное поражение кожи на руках, в области шеи и на голове. Кож­ные поражения могут быть тяжелой степени (при появлении незаживающих ран), средней степени (при образовании пузырей) и легкой степени (при появлении посинения и зуда кожи).

Всасывающиеся радиоактивные продукты ядерного взрыва распределяются в организме крайне неравномерно. Особенно много концентрируется их в щитовидной железе (в 1000 - 10000 раз больше, чем в других тканях) и в печени (в 10 - 100 раз больше, чем в других органах).

В зависимости от степени радиоактивного заражения и возможных последствий внеш­него облучения, в районе ядерного взрыва на следе радиоактивного облака выделяют зоны умеренного, сильного, опасного и чрезвычайно опасного заражения. Границы зон определя­ют по значениям экспозиционных доз g-излучения D_¥, полученных за время от 1 часа после взрыва до полного распада радиоактивных веществ. Для удобства оценки радиоактивной обстановки границы зон принято характеризовать уровнем радиации за один P_о и десять часов после взрыва.

Зона умеренного заражения характеризуется D_¥ от 40 до 400 Р (0,01-0,1 Кл/кг), Р_очерез 1 час – 8 Р/ч, через 10 часов – 0,5 Р/ч. Зона сильного заражения характеризуется D_¥ от 400 до 1200 Р (0,1 – 0,3 Кл/кг), Р_очерез 1 час – 80 Р/ч, через 10 часов – 5 Р/ч. Зона опасного зараже­ния характеризуется D_¥ от 1200 Р (0,3 Кл/кг), Р_очерез 1 час – 240 Р/ч, через 10 часов – 15 Р/ч. Зона чрезвычайно опасного D_¥4000 (1 Кл/кг), Р_очерез 1 час – 800 Р/ч, через 10 часов – 50 Р/ч.

Основным способом защиты от поражающих факторов следует считать изоляцию людей от внешнего воздействия радиоактивных излучений, а также исключение условий, при которых возможно попадание радиоактивных веществ внутрь организма. Наиболее целесо­образным способом защиты от радиоактивных веществ и излучений являются: убежища и ук­рытия, здания с учетом их коэффициента ослабления, средства индивидуальной защиты (про­тивогазы, защитная одежда), соблюдение времени безопасного пребывания на зараженной местности, санитарная обработка и дезактивация кожных покровов и одежды.

Электромагнитный импульс – это электрические и магнитные поля, возникающие в результате воздействия g-излучений на атомы окружающей среды и образования потока элек­тронов и положительных ионов. Время действия электромагнитного импульса всего несколько десятков миллисекунд. Он вызывает повреждения радиоэлектронной аппаратуры, средств управления и связи, нарушение работы электрических устройств. У людей возникают вто­ричные поражения в результате повреждения аппаратуры.

Защитой от этого фактора является экранирование линий энергоснабжения и управле­ния, а также аппаратуры. Все наружные линии должны быть двухпроводными, хорошо изо­лированными от земли, с малоинерционными разрядниками и плавкими вставками.

Очагом ядерного поражения называется территория, в пределах которой в результате воз­действия ядерного взрыва произошли массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных и (или) разрушения и повреждения зданий и сооружений.

Очаг ядерного поражения характеризуется: количеством пораженных, размерами площа­дей поражения, зонами заражения с различными уровнями радиации, зонами пожаров, зо­нами затопления, разрушения и повреждения зданий, частичным разрушением, поврежде­нием или завалом защитных сооружений.

Для определения возможного характера разрушений и установления объема спасатель­ных и неотложных аварийно-восстановительных работ, очаг ядерного поражения делят на четыре зоны: полного разрушения (∆р_ф > 50 кПа, S > 2500 кДж/м²); сильного разрушения (∆р_ф = 30-50 кПа, S = 1000 - 2500 кДж/м²); среднего разрушения (∆р_ф =20-30 кПа, S = 100 - 2500 кДж/м²); слабого разрушения (∆р_ф = 10 — 20 кПа, S = 300+1000 кДж/м²).

Зоной радиоактивного заражения становится территория, в пределах которой произошло заражение местности радиоактивными веществами. Размеры зоны зависят, в основном, от мощности взрыва и скорости ветра.

Выделяют четыре зоны: А – зона умеренного заражения (р₁ = 8 Р/ч; р₁₀ =

0,5 Р/ч; Д_¥ = 40 Р); Б – зона сильного заражения (р₁ = 80 Р/ч; р₁₀ = 5 Р/ч; Д_¥=

400 Р); В – зона опасного заражения (р₁ = 240 Р/ч; р₁₀ = 15 Р/ч; Д_¥= 1200 Р); Г – зона чрезвычайно опасного заражения (р₁ = 800 Р/ч; р₁₀ = 50 Р/ч; Д_¥ = 4000 Р). Здесь р₁ и р₁₀ – уровни радиации через 1 ч и 10 ч после взрыва; Д_¥ – дозы облучения до полного распада на внешних границах.

В зоне А работы на объектах не прекращаются. Работы на открытой местности, располо­женной в середине зоны или у ее внутренней границы, должны прекращаться на несколько часов. В зоне Б работы на объектах прекращаются сроком до 24 ч, рабочие и служащие укры­ваются в защитных сооружениях, подвалах и других укрытиях. В зоне В работы прекращают­ся на срок до 3 - 4 сут, рабочие и служащие укрываются в убежищах.

По истечении указанного срока уровни радиации спадают до значений, обеспечивающих безопасную деятельность в производственных помещениях.

Для определения характера разрушений, объема спасательных и восстановительных ра­бот и условий их проведения очаг ядерного поражения условно делят на 4 зоны: полных, сильных, средних и слабых разрушений.

Потери среди незащищенного населения принято делить на безвозвратные (погибшие сразу или умершие в первые часы после взрыва) и санитарные (все нуждающиеся в меди­цинской помощи).

Санитарные потери складываются из механических повреждений и ожогов; механичес­ких повреждений и лучевых поражений; ожогов и лучевых поражений; механических по­вреждений, ожогов и лучевых поражений, т.е. чаще всего это комбинированные поражения.

Химическим оружием называются высокотоксичные ядовитые химические соединения, которые используются для поражения людей, животных, растений, объектов окружающей среды (воздуха, воды, почвы), запасов продовольствия, фуража и т.д. и средства их боевого применения.

Критериями боевой эффективности отравляющих веществ являются токсичность, быст­родействие, стойкость.

Токсичность – это способность отравляющего вещества при попадании внутрь организ­ма вызывать поражения. Быстродействие – это время от момента контакта с отравляющим веществом до проявления эффекта.

По характеру воздействия на организм отравляющие вещества классифицируются на сле­дующие группы: нервно-паралитического действия – зарин, зоман, Жх-газы и др.; кожно-резорбтивного действия – иприт; удушающего действия – фосген, дифосген и др.; общеядо­витого действия – синильная кислота, хлорциан и др.; раздражающего действия – хлораце­тофенон, адамсит; психотомиметические отравляющие вещества – «BZ» и LSD.

По тактическому назначению отравляющие вещества делятся на 3 группы:

смертельные, раздражающие, временно выводящие из строя.

Смертельные предназначены для уничтожения живой силы. В эту группу входят отрав­ляющие вещества нервно-паралитического, кожно-резорбтивного, удушающего общеядови­того действия.

Раздражающие предназначены для ослабления боеспособности войск, их изнурения, а также для использования в полицейских и учебных целях. В эту группу входят отравляющие вещества раздражающего действия.

Временно выводящие из строя предназначены для дезорганизации войск. Эту группу составляют психотомиметические вещества.

В момент применения отравляющие вещества могут находиться в виде пара, тумана, дыма, грубодисперсного аэрозоля, а также в капельно-жидком состоянии. Основными путями про­никновения отравляющих веществ являются: дыхательная система, кожные покровы, желу­дочно-кишечный тракт и система крови при ранениях заряженными осколками или специ­альными поражающими элементами химических боеприпасов.

Очаг химического поражения – территория, на которой произошло заражение объек­тов окружающей среды и населения боевыми отравляющими веществами. Очаг поражения характеризуется типом отравляющего вещества, способом их применения, размерами, рель­ефом местности, характером застройки населенных пунктов, расположением по отношению объектам хозяйства, степенью заряженности воздушной среды и местности и изменением этой зараженности от времени, метеоусловиями и т.д.

По данным различных источников, потери среди незащищенного населения могут соста­вить от 80 до 90 %. При применении различных отравляющих веществ структура потерь может быть различной. Например, при внезапности применения нервно-паралитических отравляющих веществ безвозвратные потери могут достигать 50 %.

Защита от химических средств поражения достигается применением средств индивиду­альной защиты и коллективной защитой.

Биологическое оружие – это боеприпасы и приборы, снабженные патогенными микро­организмами или их токсинами, предназначенными для заражения населения, объектов ок­ружающей среды (воздуха, воды, почвы), растений, животных, запасов продовольствия, фуража с целью нанесения ущерба в живой силе и экономического ущерба противнику.

К боевым свойствам биологического оружия относятся: бесшумность действия, возмож­ность производить значительный эффект в ничтожно малых количествах, способность вы­зывать массовые инфекционные заболевания людей и животных при попадании в организм в ничтожно малых количествах, способность многих инфекционных заболеваний переда­ваться от больного к здоровому, большая продолжительность действия (вследствие эпиде­мического распространения), наличие скрытого (инкубационного) периода, способность проникать в негерметизированные объекты, обратное действие (возможность поражения стороны, применившей оружие), сильное психологическое воздействие (способность вызы­вать панику и страх), трудность и длительность обнаружения болезненных микробов и ток­синов во внешней среде, требующие специальных методов лабораторных исследований, дешевизна изготовления.

Основными способами применения биологического оружия остаются: аэрозольный – наиболее перспективный, позволяющий заражать обширные территории и все объекты ок­ружающей среды; распространение на местности зараженных переносчиков инфекционных заболеваний (клещей, насекомых, грызунов); диверсионный – путем заражения питьевой воды и пищевых продуктов.

Биологические средства нападения делятся на: средства поражения людей: сибирская язва, чума, туляремия, натуральная оспа, холера, сыпной тиф, Ку-лихорадка, сап, мелиоидоз, ге­моррагические лихорадки, ботулизм и др.; средства поражения сельскохозяйственных жи­вотных: сибирская язва, чума свиней, чума крупного рогатого скота, энцефаломиелит лоша­дей, сап, бруцеллез, ящур и др.; средства поражения сельскохозяйственных растений: ржав­чина зерновых, фитофтороз картофеля, вирус свивания ботвы картофеля и свеклы, ржавчина кофе и др.

Среди средств поражения людей наиболее грозными являются возбудители, вызываю­щие особо опасные заболевания: чуму, натуральную оспу, холеру, сибирскую язву.

Чума –это острое инфекционное заболевание людей и животных. Ее возбудителем явля­ется микроб, не обладающий высокой устойчивостью вне организма. Обычно заболевание начинается с общей слабости, озноба, головной боли. Затем происходит резкое повышение температуры. Больные люди для окружающих являются источниками инфекции. Особенно опасны больные легочной формы чумы, так как они вместе с мокротой выделяют в воздух огромное количество возбудителей этого заболевания. Признаками легочной формы чумы, наряду с тяжелым общим состоянием, является боль в груди и кашель (вначале небольшой, затем мучительный, беспрестанный) с выделением большого количества мокроты. Без лече­ния силы больного быстро иссякают, наступает потеря сознания и смерть.

Холера –это острое инфекционное заболевание, возбудителем которой является холер­ный вибрион. Признаками заболевания являются: понос, рвота, судороги. Человек быстро худеет. Температура тела может снизиться до 35 °С. Заболевания в тяжелых случаях заканчи­ваются смертельным исходом.

Сибирская язва –острое инфекционное заболевание, поражающее людей и животных, возбудитель которого проникает в организм через дыхательные пути, пищеварительный тракт или через раны на коже. Заболевание протекает в трех формах: кожной, легочной и кишеч­ной. При кожной форме чаще всего поражаются открытые участки рук, ног, шеи и лица. На коже появляется зудящее пятно, которое превращается в пузырек с мутной или кровянистой жидкостью. Пузырек вскоре лопается, образуя язву. Характерным признаком этого заболева­ния является снижение или полное отсутствие чувствительности в области язвы.

Признаками применения биологического оружия являются: появление капель жидкости или порошкообразных веществ или образование легкого облака дыма (тумана) в местах раз­рыва боеприпасов; появление за пролетающим самолетом быстро рассеивающейся полосы; скопление насекомых или грызунов, являющихся разносчиками бактериальных средств, нео­бычных для данной местности или данного времени года; появление массовых заболеваний людей и животных. В результате применения биологического оружия возникает очаг биоло­гического поражения.

Очаг биологического поражения – территория, на которой в результате применения биологических средств произошло массовое заражение людей, животных и растений ин­фекционными заболеваниями. Размеры очага поражения зависят от вида микроорганизмов, способа применения, количества пораженных людей, животных, растений, продолжитель­ности сохранения поражающих свойств возбудителей болезни, метеорологических условий и рельефа местности, а его границы чаще всего определяются границами населенных пунк­тов.

Для определения санитарных потерь наибольшее значение имеют вид возбудителя, его устойчивость в окружающей среде, площадь заражения, численность населения на заражен­ной территории, обеспеченность населения средствами защиты, подготовленность населе­ния к действиям при ЧС, в частности, в очаге биологического поражения.

Очаг комбинированного поражения – это территория, в пределах которой в результате одновременного или последовательного воздействия двух или более видов оружия массо­вого поражения, а также других средств нападения произошли массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных, растений и разрушения или повреждения зданий и соору­жений. Очаг комбинированного поражения может возникнуть за счет сочетания поражаю­щих факторов ядерного взрыва, химического и биологического заражения. Могут иметь мес­то сочетания разрушений, заражения радиоактивными, химическими веществами и бакте­риальными средствами. Наиболее вероятно сочетание радиоактивного, химического и био­логического заражения.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: