Проблемы управления экологической ситуацией на горных территориях

представим себе динамичный характер Земли и те медленные движения, которые

происходят в ее коре - литосфере. Этот слой довольно тонок и покрывает

Землю на толщину около 70 км. под Тянь-Шанем. Его небольшую толщину хорошо

иллюстрирует такой пример: если Землю уменьшить до размеров яйца, то

твердая кора окажется толщиной со скорлупу. Этот твердый слой, однако, не

цельный: он разбит на несколько больших кусков, называемых плитами, размеры

которых варьируют от сотни до нескольких тысяч километров.

Под литосферой действуют силы, принуждающие плиты перемещаться со

скоростью, как правило, несколько сантиметров в год. Они могут быть

вызваны, например, медленными течениями горячего пластичного вещества в

недрах Земли. Течения возникают в результате тепловой конвекции в сочетании

с динамическими эффектами вращения Земли. В некоторых областях новое

вещество поднимается наверх из земных недр, оттесняя плиты в стороны (это

происходит, например, в Срединно-Атлантическом хребте); в других местах

плиты проскальзывают краями одна вдоль другой (как вдоль разлома Сан-

Андреас в Калифорнии). Наконец, есть области, называемые зонами субдукции

(поддвига), где одна плита при встрече заталкивается под другую (например,

в океане у западных берегов Южной и Центральной Америки, у побережий Аляски

и Японии). Несогласованность в движении плит при любом его направлении

заставляет каменную толщу растрескиваться вдоль разломов, создавая, таким

образом, землетрясения. Поэтому не удивительно, что подавляющая часть

землетрясений - 95% - происходит по краям плит распределение основных

сейсмических зон на Земле.

Землетрясения, вызванные движением плит, относятся к тектоническим.

Зона землетрясений, окружающая Тихий океан, носит название Тихоокеанского

пояса, здесь происходит около 90% землетрясений земного шара. Другой район

очень высокой сейсмичности, включающий 5 - 6% всех событий, - это

Альпийский или Альпийско-Гималайский пояс. Он протягивается от

Средиземноморья на восток через Турцию, Иран, Туркмению, Узбекистан,

Кыргызстан, Таджикистан, Казахстан, Северную Индию и Южный Китай. В этой

зоне возникают также внутриплитные землетрясения. Вероятнее всего, они

возникают из-за развития деформаций внутри плит, вызванных большими

давлениями на их краях. Например, территория Китая сжимается с двух сторон:

с востока - Тихоокеанской плитой, с юга - Индо-Австралийской. По мнению

многих сейсмологов, эти воздействия несут ответственность за землетрясения,

возникающие в пределах страны, включая катастрофическое Таньшаньское

землетрясение 1975 г., которое привело к гибели 243 тыс. людей. Примерами

крупных внутриплитовых землетрясений на территории Кыргызстана являются

Сарыкамышское 1970 г. и Суусамырское 1992 г. землетрясение.

Тянь-Шань - горная система, куда входит территория Кыргызстана, в

геологической истории оказалась зажатой между Индо-Австралийской и

Евроазиатской плитами. При этом Индо-Австралийская плита постоянно и

медленно надвигается на север. В результате этих пульсационных столкновений

вдоль подвижных разломов Тянь-Шаня на глубинах 5 - 20 км. возникают очаги

коровых землетрясений.

Со времени возникновения Евроазиатской и Индо-Австралийской плит

прошли миллионы лет, а глубинные силы постоянно и неуклонно деформируют

горные породы под ногами жителей сейсмичных стран. Как выражается на

поверхности это колебание земной коры и надвигание одних пластов на другие?

В чем проявляются эти могучие тектонические силы? Самое очевидное

проявление - это гигантские горные хребты, такие, как Альпы, Кавказ, Памир,

Тянь-Шань и Гималаи. Они возникли в результате вертикального вздымания

крупных блоков земной поверхности над уровнем моря - процесса, длившегося

десятки миллионов лет. Но и те движения коры, которые происходят за гораздо

более короткое время, легко можно выявить путем тщательных геодезических

съемок. Современные геодезические измерения с использованием спутников

показывают, что в тектонически-активных районах, таких, как Калифорния,

Тянь-Шань и Япония, горизонтальные и вертикальные перемещения имеют вполне

измеримые величины. Результаты съемок позволяют также сделать вывод, что в

стабильных областях материков, например, на древних массивах Канадского,

Балтийского и Австралийского щитов, произошли лишь небольшие изменения по

сравнению с сейсмоактивными районами. К примеру, данные глобальной

геодезической сети GPS за период 1991 - 1998 гг. показали, что горная

система Тянь-Шаня надвигается на Казахский щит со скоростью 1 - 2 см. в

год.

Масштабы и оценка сейсмокатастроф.

В Центральной Азии первый сейсмограф был установлен в 1901 г. в г.

Ташкенте, позже, в 1927 г., были организованы сейсмические станции в г.

Фрунзе (Бишкек) и Алматы. К настоящему времени в пределах Центральной Азии

действует около 100 сейсмических станций, входящих в мировую сеть, в том

числе 45 станций, работающих на территории Кыргызстана, благодаря

совместным усилиям ученых России, США и Китая.

Как уже указывалось, землетрясение происходит, когда в породах,

слагающих земную кору, в результате нарастания избыточного напряжения,

которое, в свою очередь, обычно является следствием движения литосферных

плит, образуется разрыв. Разрыв происходит по неровной области вдоль более

или менее плоской поверхности геологического разлома, которая может быть

вертикальной или наклонной. Длина вспоровшейся части разлома может быть от

нескольких метров (при практически неощутимых землетрясениях) до нескольких

сотен километров (при крупнейших землетрясениях). Вспарывающаяся трещина

может достичь поверхности Земли, но может и остановиться намного глубже. В

целом, чем больше длина вспоровшегося разлома, тем больше амплитуда

землетрясения.

Как бывает при любой поломке или срыве, землетрясение начинается в

некоторой точке и затем распространяется в стороны от нее. Место, в котором

начинается вспарывание, является гипоцентром землетрясения, а точка на

поверхности Земли точно над гипоцентром - эпицентром. Поэтому карта,

показывающая распределение землетрясений, на самом деле есть карта их

эпицентров. Глубина очага может быть от нескольких километров до нескольких

сотен километров. У неглубоких (мелкофокусных) коровых землетрясений типа

тех, которые происходят на Тянь-Шане, глубина очага составляет от 5 до 20

км, реже до 40 км.[14]

Относительное смещение пород по обе стороны поверхности разлома может

сильно варьировать. При слабых землетрясениях величина смещения не

превышает нескольких сантиметров, однако при Кеминском землетрясении 1911

г. она составила 8 м; при Суусамырском землетрясении 1992 г. в долине реки

Суусамыр вертикальное смещение противоположных сторон разлома было 2,7 м. и

образовался вертикальный уступ такой высоты. В геологическом отношении -

это Южно-Тяньшаньская сейсмоактивная зона с серией крупных разломов,

разграничивающих Тянь-Шань от Памира и Таримской микроплиты. Вторая зона -

область вокруг Ферганской впадины или Западно-Тяньшаньская сейсмоактивная

зона с крупнейшими Таласо-Ферганским и Южно-Ферганским разломами. Наконец,

третья - Северотяньшаньская сейсмоактивная зона с серией одноименных

разломов, охватывающая приграничные районы севера Кыргызстана с

Казахстаном.

На рисунке 7 приведена карта эпицентров сильных землетрясений Тянь-

Шаня за период 1900 - 1996 гг., где четко видна приуроченность большинства

сильных землетрясений к Южно-Тяньшаньской и Северотяньшаньской зонам;

сопоставление энергии и магнитуды сильных землетрясений мира и Тянь-Шаня

приведено на следующем рисунке.

[pic]

По мере того как растет население горных стран и усиливается

урбанизация, все больше возрастает опасность крупных катастроф от сильных

землетрясений. Непрерывно увеличивающемуся количеству населения нужно все

больше домов, плотин, дорог, мостов, каналов, электростанций и систем

коммуникаций. Человек идет на определенный риск при строительстве новых

сооружений в сейсмоопасных зонах и в других жизненных ситуациях, например,

при полете на самолетах. Чтобы оценить уровень потерь при будущем

землетрясении, мы должны понять, что потери есть результат комбинации риска

и опасности. Риск велик в областях с высокой плотностью населения и

минимален в безлюдных районах.

Опасность - это те природные силы, которые угрожают жизни и имуществу,

скажем, - землетрясения или оползни. От сочетания риска и опасности зависит

вероятность потерь в каком-либо определенном районе. Мы не можем

предотвратить землетрясение и пока не можем точно указать время и место

ожидаемого события. Вместе с тем мы можем сделать очень многое для снижения

риска и, следовательно, уменьшения потерь. Мировая статистика по программе

IDNDR ООН показывает, что в тех странах, где на уровне государственной

политики проводятся планомерные защитные мероприятия, включая научные

исследования, потери от сейсмокатастроф уменьшаются в десятки - сотни раз.

К примеру, в Армении от Спитакского землетрясения в 1988 г. с магнитудой ML

= 6,7 погибло 25 тыс. человек из-за неправильного сейсмического

районирования и плохого качества строительства. В Калифорнии, где постоянно

проводятся защитные мероприятия и предъявляются жесткие требования к

строительству, от такого же землетрясения в 1989 г. с магнитудой ML = 7,1

погибло 15 человек.

Действия по уменьшению потерь.

В уменьшении потерь от сейсмокатастроф решающую роль играют

государственные органы по чрезвычайным ситуациям и строительству,

сейсмологи и инженеры, работающие в области сейсмостойкого строительства.

Какие же основные пути уменьшения потерь при землетрясениях?

Защитные мероприятия, необходимые для уменьшения ущерба от

землетрясений, можно классифицировать следующим образом: 1) постоянно

проводимые мероприятия, основанные на сейсмическом районировании и

долгосрочном прогнозе; 2) оперативные защитные мероприятия, которые

необходимы, когда предсказан момент землетрясения.

Первый комплекс включает:

1. сейсмостойкое проектирование зданий и сооружений;

2. ограничения в землепользовании, прежде всего в размещении новостроек;

3. укрепление сооружений и сейсмостойкое строительство;

4. демонтирование недостаточно сейсмостойких сооружений, укрепление

которых экономически нецелесообразно;

5. ограничения в размещении опасных и легко повреждаемых объектов внутри

зданий;

6. определение возможного ущерба для конкретных объектов, разработка

сценариев необходимых действий и подготовка их финансирования;

7. обучение и тренировка населения и специальных служб, создание

материальных резервов, специализированное страхование, налоги и

субсидии;

8. исследования по прогнозу времени и силы землетрясений.

Второй комплекс защитных мероприятий включает:

1. развертывание комплекса геофизических наблюдений для уточнения

сейсмической опасности;

2. пересмотр очередности строительства и капитального ремонта;

3. усиление общественных служб (пожарной, медицинской и т. д.) и введение

в действие специальных правил регламентации экономики и общественного

порядка;

4. повышение частоты учебных тревог, мобилизация спасательных служб;

5. частичная эвакуация населения и подготовка к возможным

восстановительным работам.

Сейсмологами Кыргызстана выполняется большой объем работ, направленных

на уменьшение ущерба от сейсмокатастроф и имеющих вероятностную основу. К

сожалению, не все люди хорошо понимают вероятностную природу оценки

сейсмической опасности; от науки ждут четких и ясных ответов, а не

неопределенных заключений. Вместе с тем, результаты последних лет позволяют

с оптимизмом смотреть в будущее. В 1994 г. учеными Института сейсмологии

Национальной Академии наук была составлена[15] первая долгосрочная (на 5 -

10 лет) карта прогноза сильных землетрясений на территории Кыргызстана, где

были выделены наиболее сейсмоопасные районы. После составления этой карты

за период 1995 - 1999 гг. на территории республики произошло 10 сильных

землетрясений с К = 13 - 14 или с магнитудой ML = 5,0 - 5,9 с

сотрясаемостью 6 - 7 баллов. Из них эпицентры 9 событий «попали» в районы

ожидаемых землетрясений (РОЗ), выделенных в 1994 г., среди них: 7-балльное

Шудманское 20.02.1995 г., Кошдебинское 9.01.1997 г., Барскаунское

18.01.1997, Ат-Башинское 29.05.1998 г. и Кеминское 6.12.1999 г. Эти

подтвердившиеся прогнозы вселяют уверенность в том, что проблемы

долгосрочного и среднесрочного прогноза могут быть успешно решены в

ближайшее время. В 1995 г. сейсмологами республики составлена новая карта

сейсмического районирования, где выделены наиболее опасные зоны с

сотрясаемостью 9 - 10, 9 и 8 баллов, что позволит правильно проектировать и

строить новые сооружения, обеспечивающие их сейсмостойкость.

Мы уверены, что сейсмологи, строители, архитекторы, проектировщики,

домовладельцы, правительственные чиновники - каждый житель горных стран,

кто участвует в процессе строительства, может внести свой посильный вклад в

уменьшение сейсмического риска. Сейсмологи должны создавать новые точные

карты сейсмической опасности, строителям необходимо обеспечить высокое

качество материалов и работ. Архитекторы и проектировщики должны следить за

тем, чтобы здания не строились на разломах, крутых склонах или в

заболоченной местности; домовладельцам необходимо ремонтировать и укреплять

старые дома, а правительственным чиновникам нужно вовремя вводить правила

сейсмостойкого строительства, контролировать их выполнение и обеспечивать

планомерное выполнение научных и изыскательских работ по сейсмологии.

Оползни.

Условия формирования и типы оползней.

Человечество в своем развитии всегда было вынуждено бороться с

неблагоприятными и опасными явлениями природы. Особую актуальность данная

проблема приобретает при освоении горных территорий. Это связано в первую

очередь со сложностью горно-геологических, климатических и сейсмических

условий горных регионов.

Интенсивное освоение горных и предгорных территорий Кыргызстана,

строительство автомобильных и железных дорог на горных склонах и их

подножиях, возведение гидроэлектростанций на горных реках неизбежно

сопровождается негативным воздействием на окружающую среду, изменением

установившегося природного равновесия. Такая антропогенная деятельность в

сочетании с природными и климатическими условиями приводит к активизации

естественного процесса пенеплена; на склонах начинают интенсивно

развиваться гравитационные процессы - оползни и обвалы.

Оползень - это смещение на более низкий гипсометрический уровень части

горных пород склона без потери контакта между смещающимися и неподвижными

породами.[16] Возникновению оползней предшествует ряд механических причин,

и это необходимо учитывать при изучении отдельного оползня как явления или

при оценке оползневой опасности склона или региона. Одно из наиболее общих

условий для нестатического состояния - это наличие склона, так как для

появления сдвигающих сил и касательных напряжений, в результате которых

может начаться смещение, необходима составляющая силы тяжести, направленная

тангенциально к поверхности.

Отличительной особенностью оползневых процессов в горно-складчатых

областях является то, что оползни в основном формируются в покровных

образованиях, залегающих на породах коренной основы горных склонов, и

происходят зачастую внезапно. Так, оползни, происшедшие на территории

Кыргызстана только в 1994 году, унесли жизни более 100 человек, нанеся

материальный ущерб около 1 млн. долларов США.

Оползни - одно из наиболее распространенных стихийных бедствий в горах

Кыргызстана. Они связаны с геодинамическими процессами верхней части земной

коры, с геомеханическими процессами, протекающими как в горном склоне, так

и в покровных образованиях. Следует особо отметить, что по изменениям,

происходящим на поверхности склона, можно судить об интенсивности

процессов, протекающих в глубинных его частях.

Люди издревле обживали в горах самые красивые и удобные для ведения

хозяйства места, которые, как правило, являются потенциально опасными - это

надпойменные террасы, зоны тектонических разломов, т.е. наиболее орошаемые

земли, с мощным почвенным покровом. В зонах надпойменных террас наиболее

пригодные места для выпаса скота, здесь нет проблем с водой для питья и

полива угодий. Зоны разломов - это минеральные и целебные источники.

Курорты Кыргызстана: Жалал-Абад, Иссык-Ата, Джергалан, Джеты-Огуз -

расположены в живописнейших местах, их целебные источники известны всему

миру, в то же время - это зоны потенциального риска активизации оползней.

Оползневые процессы в горах развивались всегда. Это обусловлено,

прежде всего, тем, что одновременно с процессом горообразования развивается

процесс пенеплена, т.е. естественного разрушения и медленного смещения к

подножию гор продуктов выветривания пород. Развивается вековая ползучесть,

при этом деформации ползучести не обязательно переходят в оползневые

деформации. Однако в сочетании с другими природными процессами, такими, как

землетрясения, поднятие уровня грунтовых вод, продолжительные атмосферные

осадки в виде дождя и снега, потенциально оползневые склоны представляют

прямую угрозу жизнедеятельности человека в горах и экономике республики.

Существенную роль в активизацию оползневых процессов вносит антропогенная

деятельность. Выработанные пространства при добыче полезных ископаемых,

подрезка склонов при проведении линейных сооружений, размещение

сельскохозяйственных угодий на склонах и их полив - все это приводит к

образованию новых и активизации сформировавшихся оползней.

Кыргызская Республика принадлежит к числу стран с развитой оползневой

активностью. Наибольшее количество оползней проявляется в средне- и

высокогорных областях. Наиболее крупные оползни (до 1 млн. мі) формируются

в предгорной зоне, площадь, пораженная оползнями, составляет более 8000

кмІ.

Оползневые процессы на территории Кыргызстана развиваются в основном

на площади распространения мезо-кайнозойских отложений. Здесь выявлено

единичное и сплошное развитие оползней в элювиально-делювиальном чехле

коренных пород. Большое их количество приурочено к площади распространения

сланцевой толщи. Интенсивность проявления оползней обусловлена сложным

геологическим строением, крутосклонным рельефом местности, составом и

свойствами грунтов, покровных образований и пород коренной основы горных

склонов, неотектоникой, количеством атмосферных осадков и изменением уровня

грунтовых вод. В результате многолетних наблюдений за проявлением

оползневых процессов в Кыргызстане установлено, что массовое проявление

оползней отмечено в многоводные годы и при максимальном положении уровня

грунтовых вод. Всего на территории юга Кыргызстана насчитывается более 2500

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19