Влияние природных процессов на человеческую деятельность
Покупка
Основная коллекция
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Автор:
Говорушко Сергей Михайлович
Год издания: 2015
Кол-во страниц: 185
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
Дополнительное профессиональное образование
ISBN-онлайн: 978-5-16-103374-6
Артикул: 394500.01.99
Доступ онлайн
от 224 ₽
В корзину
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
С.М. Говорушко Влияние природных процессов на человеческую деятельность Москва znanium com электронно-библиотечная система Инфра-М 2015
С.М. Говорушко
Влияние природных процессов на человеческую деятельность
Москва
Инфра-М; Znanium.com
2015
Говорушко, С.М.
Влияние природных процессов на человеческую деятельность / С.М.
Говорушко. - М.: Инфра-М; Znanium.com, 2015. - 185 с.
ISBN 978-5-16-103374-6 (online)
ISBN 978-5-16-103374-6 (online)
© С.М. Говорушко, 2015
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Дальневосточное отделение Тихоокеанский институт географии С.М. Говорушко ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ НА ЧЕЛОВЕЧЕСКУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Владивосток 1999
RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES Far Eastern Branch
Pacific Institute of Geography
S.M. Govorushko
NATURAL PROCESSES IMPACT ON HUMAN ACTIVITY
УДК 62.131
Говорушко CM. Влияние природных процессов на человеческую деятельность.
Владивосток: ДВО РАН, 1999. 185 с. ISBN 5-7442-1170-5
Рассмотрено более 40 природных процессов (геологических, геоморфологических, гидрологических и метеорологических) с точки зрения их влияния на строительство и эксплуатацию инженерных сооружений. По каждому природному процессу описаны масштабы распространения в пределах земного шара, дана его краткая характеристика, приведены конкретные примеры его влияния на хозяйственную деятельность, изложены меры смягчения последствий. Выполнен полуколичественный анализ взаимосвязи природных процессов. Дана сравнительная оценка степени изученности, возможностей прогноза и защиты от них. Для удобства восприятия значительная часть материала представлена в краткой табличной форме.
Книга предназначена для специалистов в области гидрологии, метеорологии, геоморфологии и геологии, работников органов охраны природы, студентов геологических и геоморфологических специальностей.
Ключевые слова: инженерные сооружения, природные процессы, прогнозирование, смягчение последствий, стихийные бедствия, человеческая деятельность
Ил. 5, табл. 42, библ. 134.
Govorushko S.M. Natural processes impact on human activity. Vladivostok: FEBRAS, 1999. 185 p. ISBN 5-7442-1170-5
More than 40 natural processes (geological, geomorphological, hydrological and meteorological ones) are considered in terms of their impacts on development and operation of engineering structures. As regards each of natural processes the range of its spreading within the Earth is determined, its short characteristics are presented, specific examples of its impacts on economic activity are given and mitigation measures are discussed. A semi-quantitative analysis of interaction between natural processes is carried out. A comparative assessment of the extent of previous study of the processes and feasibility of prediction and protection from them is determined. A major portion of the work is briefly tabulated for convenience of perception.
This book can be used by specialists in field of geology, geomorphology, hydrology and meteorology, workers of nature protection organizations and the students of geographic and geological faculties.
Key words: engineering structures, human activity, mitigation measures, natural processes, natural disasters, prediction
III. 5, tabi. 42, bibl. 134.
Книга издана при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований Ответственный редактор д. г. н. К.П. Березников
Рецензент д.г.н. П.Ф. Бровко
Утверждено к печати Ученым советом ТИГ ДВО РАН
На обложке: последствия землетрясения в Нефтегорске 28 мая 1995 г. Фото Г. Л. Коффа
Vladivostok
ISBN 5-7442-1170-5
©С.М. Говорушко, 1999 г © ДВО РАН, 1999 г.
1999
Введение
Данная книга посвящена влиянию природных процессов на человеческую деятельность. Диапазон этого воздействия очень широк (от незначительного осложнения до полного препятствия хозяйственной активности). С экономической точки зрения оно оценивается по крайней мере в 40 млрд дол США в год, в т.ч. 25 млрд составляет чистый ущерб и 15 млрд - затраты на предупреждение и смягчение последствий (Smith, 1992). Природные процессы очень многообразны Помимо геологических, геоморфологических, метеорологических и гидрологических процессов, рассматриваемых в книге, к ним можно отнести многочисленные биологические процессы. В эту категорию входят эпидемии, болезни домашних животных, массовое размножение домашних вредителей, нападения хищных и ядовитых животных, кровососущих насекомых и т.д. Большое значение для человеческой деятельности имеют также биоповреждения и биопомехи. Например, более 50% коррозии трубопроводов под землей обусловлено деятельностью сульфатвосстанавливающих бактерий, продуктами жизнедеятельности которых является серная кислота. Функционирование тионовых бактерий, ведущее к замещению карбонатных пород на гипс, вызывает растрескивание мраморных плит. Нитрифицирующие бактерии, развивающиеся при поступлении аммиака, также являются мощным кислотообразователем (Геоэкологи-ческие основы .... 1991). По данным С.М. Мягкова (1995), только в США биокоррозия трубопроводов приносит годовой прямой ущерб в 2 млрд дол.
Биокоррозия вызывается не только деятельностью микроорганизмов. К ней относятся также повреждения металлических и пластмассовых деталей, каменной кладки и т.д., вызываемые различными животными, моллюсками, насекомыми и растениями. Одно повреждение акулами трансокеанского кабеля связи обходится в 0,25 млрд дол. В Нигерии двое суток отсутствовала электроэнергия из-за того, что кобра вызвала короткое замыкание на электрораспределительной системе, что повлекло за собой разрушительный пожар. Куницы нередко разгрызают детали из силоксанового каучука, используемого для изоляции электрооборудования автомобилей (Мягков, 1995).
Некоторые растения (например, плющ), укореняясь в трещинах и промежутках между блоками кладки, способны механически
разрывать породу. К серьезным повреждениям каменной кладки прЦ водит биохимические и физические процессы, связанные с разложением и преобразованием птичьего помета. Голуби вызывают повреждения породы при клевании и постоянных посадках в определенных честях зданий (карнизы, бельведеры).
Береговые сооружения, которые постоянно или периодически погружены в воду (например, в приливной зоне), подвергаются различным биовоздействиям: 1) механические повреждения сверлящими двустворчатыми моллюсками и иглокожими, рыбами, питающимися водорослевыми наростами; 2) химическое воздействие вследствие выделения кислот в процессе обмена веществ. На многих погруженных в воду исторических памятниках в Греции и Италии четко видны колебания уровня моря по наличию изъеденных горизонтов в каменной кладке (Геоэкологические основы .... 1991). Двустворчатые моллюски рода Корбикула в ряде районов значительно осложняют работу водоэксплуатационных систем, вызывая обрастание внутренних стенок труб.
Второй тип биопомех и биоповреждений - механические столкновения. В основном это столкновения автотранспорта с животными, пересекающими дороги, и авиационного транспорта с птицами. Ежегодно около 4 тыс. самолетов и вертолетов сталкиваются с птицами, при этом 3% (более 100) машин гибнет. Суммарный ущерб от биопомех и биоповреждений сейчас оценивается в 50 млрд дол. в год (Мягков, 1995).
Далее в книге рассматриваются в основном геологические, геоморфологические, метеорологические и гидрологические процессы, влияние которых на человеческую деятельность очень многообразно. Довольно важной является правильная оценка их воздействия на инженерные сооружения. Переоценка его значимости обычно влечет за собой экономические потери вследствие необоснованного отказа от строительства на той или иной территории, неоправданно высоких требований по строительным и эксплуатационным мерам безопасности и т. д. В свою очередь, недооценка роли природных процессов приводит к еще большим финансовым издержкам, а также человеческим жертвам. Известно, что при недостаточности мер по предупреждению деформаций сооружений ликвидация последствий обходится гораздо дороже.
Меры по защите хозяйственных объектов от воздействия опасных природных процессов должны обеспечивать выполнение
5
4
-ж
-у
двух условий: 1) предотвращение или снижение до минимума вероятности катастрофических разрушений и обеспечение достаточной степени безопасности людей; 2) обеспечение рентабельности строительства с учетом возможного ущерба от воздействия и расходов на возведение защитных сооружений. Удорожание строительства достигает за счет сейсмостойкости - 12%, защиты от наводнений - 15%, приспособления к слабым грунтам и неблагоприятным гидрологическим условиям - 20%, суровому климату - 30%, многолетнемерзлым грунтам - 40%, оползневой опасности - 45% от стоимости строительства в оптимальных условиях (Мягков, 1995).
Многие страны имеют общегосударственные программы защиты от стихийных бедствий (борьба с наводнениями, предотвращение потерь от засух, градозащитные и противооползневые мероприятия, восстановительные работы после землетрясений и т. д.).
Для каждого природного процесса характерна определенная продолжительность, которая может измеряться минутами (лавины, обвалы, землетрясения), часами (сели, смерчи, грозы), днями (тропические циклоны, морские наводнения, заторы и зажоры), месяцами (речные наводнения, наледи), годами, десятилетиями и более (эрозия, абразия, курумообразование, заболачивание). Впрочем, откло-нёния от характерного времени протекания процесса могут быть о9ень значительными. Например, вулканические извержения продолжаются от нескольких часов до нескольких лет и более (вулкан Стромболи в архипелаге Липарских островов почти непрерывно из-вёргается столетиями). Аналогично, движение оползней может быть чрезвычайно медленным и длиться десятилетиями.
Деление процессов на катастрофические и некатастрофические достаточно условно. Ряд процессов, рассматриваемых во второй главе, может иметь катастрофический характер. Примеры такого рода - карстовые провалы, некоторые метеорологические процессы (резкие перепады температур, метели, туманы, выпадение атмосферных осадков и т. д.). Представление о частоте протекания опасных природных процессов дает табл. 1. В ней учтены стихийные бедствия, приведшие к гибели и/или увечьям не менее 100 человек или убыткам более 1 млн дол. (в ценах 1947 г.).
Естественно, что предотвратить природные процессы нельзя. Знание закономерностей их развития помогает изменить силу и на
правление воздействия процессов, они могут в определенной степени быть “поглощены” окружающей средой, но их нельзя совсем уничтожить. Описание процессов производилось в единой последовательности, включавшей определение, масштабы распространения, исследователей процесса, механизма воздействия на хозяйственную деятельность и конкретные примеры такого влияния, разработчиков и принципы мер по снижению последствий, а также таблицы, характеризующие воздействие природных процессов на отдельные виды человеческой деятельности и конкретные меры защиты от них.
Таблица 1
Глобальные стихийные бедствия за 1947-1981 гг. (Smith, 1992)
Процесс Количество Процент
Наводнения 343 32
Тропические циклоны 211 20
Землетрясения 161 15
Смерчи 127 12
Метели 40 4
Г розы 36 3
Оползни 29 3
Ливни 29 3
Сильная жара 22 2
Вулканические извержения 18 2
Заморозки 17 2
Лавины 12 1
Цунами 10 1
Туман 3
Мороз 2 -
Песчаные и пыльные бури 2 -
1,062 100
7
6
Глава 1. Катастрофические процессы
Катастрофическим природным процессам посвящено огромное количество публикаций (Алексеев, 1988; Гир, Шах, 1988; Резанов, 1984; Муранов, 1984; Кукал, 1985; Шейдеггер, 1981; Болт и др., 1978; Уолтхэм, 1982; Дворжак, 1989; Бабосов, 1995; Мирошников, 1989; и др.). Однако в подавляющем числе работ рассматриваются лишь отдельные процессы или их группы. Сводных работ, охватывающих широкий спектр катастрофических природных процессов, практически нет. Наиболее полно эти процессы рассмотрены в монографиях 3. Кукала (1985) и С.М. Мягкова (1995).
В различных публикациях имеется ряд цифр, характеризующих число жертв, вызванных разными природными процессами. Приводимые там данные довольно трудны для сопоставления, так как они охватывают разные периоды, учитывают различные процессы, даются для разных территорий и т. д. В табл. 2 приводится среднегодовая численность погибших в мире в результате природных катастроф.
Таблица 2
Среднегодовое число прямых жертв стихийных бедствий
по данным различных авторов
Источник Число жертв в год, тыс. Период
Гангнус, 1985 49,6 1947-1970
Никонов, 1985 110‘ 1886-1985
Пермяков, 1995 100
Ramade, 1989 114,08 1971-1980
Кукал, 1985 16 1882-1981
Smith, 1992 35,414 1947-1981
Мягков, 1995 100-150 1981-1990
Рагозин, 1995 129,03“ 1962-1992
Примечание. * Только за счет землетрясений и наводнений;
** Помимо природных стихийных бедствий учтены эпидемии и пожары.
Говоря о катастрофичности того или иного процесса, можно оперировать разными критериями: размером пораженной территории, количеством жертв, величиной материального ущерба и т. д. Величины некоторых из них приведены в табл. 3.
Таблица 3
Критерии выделения катастрофических природных процессов
Источник Количество Количество Материальный
погибших, раненых ущерб
чел.
Григорьев, Кондратьев,
1998 20 - 16,2 млн дол.
Smith, 1992 100 100 1 млн дол.
United Nations .... 1991 10 - 1 млн дол.
Инструкция .... 1992 4 10-15 0,5 млн руб?
Примечание. * В ценах 1992 г.
Имеющиеся в литературе данные чаще всего содержат сведения о числе погибших, что вполне объяснимо. Подсчет материального ущерба более трудоемок и достаточно субъективен. Площадь, затронутую процессом, определить легче, но этот критерий малопоказателен с точки зрения влияния на человека. В целом связь числа жертв с материальным ущербом и площадью пораженной территории существует, однако есть огромное количество случаев, когда такая связь отсутствовала.
Например, в результате наводнения в июне 1965 г. на р. Саут-Платт (запад США) число погибших было 6 человек, а ущерб составил 5 млрд дол. (Смит, 1978). Одно из самых сильных в истории человечества Гоби-Алтайское землетрясение произошло 4 декабря 1957 г., при этом заметные колебания почвы наблюдались на территории около 5 млн км². Если бы такое землетрясение случилось в густонаселенном районе, то число жертв измерялось бы миллионами и полному разрушению подверглась бы территория, равная площади Нидерландов. Однако ввиду низкой населенности местности количество погибших было крайне невелико (Резанов, 1984). Самый крупный оползень произошел около 30 млн лет назад на территории штата Вайоминг (США). Он покрыл площадь 2000 км², скорость его движения достигала 100 км/ч (Дворжак, 1989). Одцдко поскольку речь не идет о человеческих жизнях, он не рассматривается как великая катастрофа.
Между природными процессами существует тесная взаимосвязь, поэтому нередко возникает проблема выявления “ответственности” того или иного процесса за конкретные последствия. Очень часто ущерб и жертвы относят на счет природных процес
9
8
сов, которые были спровоцированы другим природным процессом. Например, гибель 200 тыс. человек 16 декабря 1920 г. в Китае 3. Кукал (1985) приписывает оползням, хотя, наверное, правильнее было бы отнести ее на счет землетрясения магнитудой 8,6 балла, вызвавшего эти оползни. С другой стороны, А.П. Муранов (1994) считает причиной гибели 400 тыс. человек на побережье нынешнего Бангладеш тропический циклон, произошедший 12-13 ноября 1970 г. Однако имеет право на существование точка зрения, что ее причиной явился штормовой нагон, так как подавляющее большинство людей погибло, утонув при морском наводнении. Многие метеорологические процессы часто происходят одновременно, поэтому иногда трудно оценить ущерб от того или иного процесса.Так, тропические циклоны обычно сопровождаются сильными ветрами, проливными дождями, молнией. Возможны варианты, когда цепочка природных процессов состоит из трех и более звеньев, т. е. первая катастрофа служит спусковым механизмом последующих. Например, землетрясение вызывает обвал, который в свою очередь перегораживает долину и вызывает наводнение. Можно констатировать, что вопрос определения процесса, “виновного” в тех или иных последствиях, достаточно дискуссионный. Видимо, главное, чтобы не было "двойной бухгалтерии”, когда одни и те же воздействия приписывают разным природным процессам.
Катастрофические природные процессы часто вызывают ухудшение экологической обстановки.Так, землетрясения часто обусловливают аварии на промышленных объектах, которые сопровождаются выбросами или утечками загрязняющих веществ. В этом случае масштабы загрязнения зависят от условий размещения объекта и гидрометеорологической обстановки. Нередки случаи пожаров. В частности, они характерны при загрязнении территории нефтепродуктами. Например, разрушение нефтехранилищ в результате землетрясений привело к сильнейшим пожарам в 1952 г. в Техангасе (Калифорния) и 1968 г. в Токаги - Оки (Япония) (Кофф и др., 1996). При наводнениях происходит смыв почвы и загрязнение водоемов пестицидами, удобрениями и минеральными частицами. Вулканические извержения иногда вызывают отравление пастбищ, что влечет за собой гибель скота. Иными словами, природные процессы обусловливают вторичные катастрофы, связанные с человеческой деятельностью.
Существует также проблема определения количества погибших. Если прямые жертвы подсчитать не очень сложно, то число косвенных жертв (больные, конец которых был ускорен стихийным бедствием, жертвы нервных потрясений, сердечных приступов, эпидемий, вспышек голода и т. д.) часто оценить невозможно.
Тем не менее необходимость сопоставления воздействия различных природных процессов существует. Попытку их сравнительной оценки предпринял 3. Кукал (1985), что отражено на рис. 1.
На наш взгляд, катастрофические природные процессы по степени их опасности можно разделить на следующие группы: 1) землетрясения, речные и морские наводнения; 2) грозы, цунами и вулканические извержения; 3) оползни, лавины и сели; 4) тропические циклоны и смерчи; 5) обвалы; 6) заторы, зажоры и осыпи.
Что касается экстремальных случаев, то ранжировать процессы по наибольшему числу жертв можно следующим образом (табл. 4).
Таблица 4
Наиболее крупные природные катастрофы
(по числу прямых жертв)
Процесс Страна Дата Число Источник
погибших
Речное Китай Октябрь 1 млн Алексеев,
наводнение 1887 г. 1988
Землетря- Китай 23 янва- 830 тыс. Гир, Шах,
сение ря 1556 г. 1988
Морское Восточ- 12-13 но- 300 тыс. -1 Резанов,
наводнение ный Па- ября млн, реаль- 1984; Мура-
кистан 1970 г. но 500 тыс. нов; 1994
и др.
Вулканиче- Индо- 5-12 92 тыс. Резанов, 1984
ские извер- незия апреля
жения 1815 г.
Цунами Индо- 26-27 36 тыс^ Smith, 1992
незия августа
1883 г.
Тропический Гонду- Сентябрь 10 тыс. Муранов,
циклон рас 1974 г. 1994
Обвал Швей- 1618 г. 2430 Уолтхэм, 1982
цария
11
10
Катастрофа Число жертв Пораженная область
Землетрясения Сотни ■■ Тысячи \ ' 'й/Г)
тысяч км*
Вулканические Десятки, _ Десятки
извержения иногда Г км2
тысячи
Речные Десятки | h Тысячи \„
наводнения тысяч км2
Десятки ™ Десятки ец
Цунами тысяч и сотни ЕД
км2
Тропические
циклоны и Сотни
морские тысяч Тысячи -Г'” ' z
наводнения км2 ---.....
Торнадо Сотни Десятки хт=
км2
Оползни Тысячи КМ2 ^fj
Пыльные Единицы Тысячи ..... с.
бури км2
Рис.1. Виды природных катастроф, число жертв и контуры пораженной области (Кукал, 1985)
Окончание таблицы 4
Наиболее крупные природные катастрофы (по числу прямых жертв)
Процесс Страна Дата Число Источник
погибших
Смерч США 18 марта 695 Шейдрггер,
1925 г. 1981
Сель Россия 1921 г. 500 Оползни и
сели,1984
Лавина США 1 марта 120 Кукал, 1985
1911 г.
Экономический ущерб вследствие природных катастрофических процессов очень велик. Он равен 1-2% мирового валового продукта, а с учетом расходов на защиту от них - 2-3%. Среднегодовой рост экономического ущерба от стихийных бедствий составляет 7,5-10% (Мягков, 1995). В отдельных странах экономические потери достигают 5 % валового национального продукта (Пермяков, 1995). Количество опасных природных явлений, каждое из которых в период 1963-1992 гг. привело к потере годового внутреннего национального продукта величиной 1% и выше, составляет: 1) наводнения - 76; 2) тропические циклоны - 73; 3) засухи - 53; 4) землетрясения - 24 (Григорьев, Кондратьев, 1998). Наиболее крупный экономический ущерб от одного стихийного бедствия, по данным С.М. Мягкова (1995), составил (млрд дол.):
- при землетрясениях: СССР, 1988 г. (14); США, 1989 г. (10); Италия, 1980 г. (10);
- при ураганах: США, 1989 г. (9); Нидерланды и Великобритания, 1953 г. (3); США, 1979 г. (2,3);
- при наводнениях: США, 1972 г. (2,1); Иран, 1986 г. (1,6); Италия, 1966 г. (1,3).
Для каждого региона характерен свой “набор” стихийных бедствий. В работе Б. Шаха (Shah, 1983) приведены данные по относительному количеству смертей от опасных природных процессов по отдельным континентам (рис. 2).
Что касается отдельных стран, то их подверженность стихийным бедствиям очень различна. Есть государства сравнительно безопасные в этом отношении, например ряд стран Центральной Европы. Другие страны подвержены им в очень большой степени.
13
12
Доступ онлайн
от 224 ₽
В корзину