Методы прогнозирования проявления опасных геологических явлений

Комплекс задач, связанных с прогнозированием опасных геологических явлений, включает определение всех возможных чрезвычайных ситуаций и их последствий, исходя из характера объекта или территории, объектов и территорий, расположенных поблизости, особенности местности, климатических и метеорологических условий. Прогнозирование опасных геологических явлений, как и метеорологических, основывается на использовании аналитических, табличных или графических зависимостей, описывающих интенсивность проявления того или иного опасного геологического фактора в данном регионе. Зависимости, позволяющие определить интенсивность опасного геологического фактора, называются моделями воздействия, имея в виду, что они характеризуют интенсивность и масштаб воздействия. Конкретный вид воздействия может характеризоваться статистическим материалом, накопленным по данным натурных наблюдений. Как правило, в регионах такие данные приводятся в виде таблиц (карт) для наиболее типичных геологических явлений. Карты распределения уточненных данных по регионам Украины ежегодно составляются МЧС, Министерством охраны окружающей среды, НАН Украины и публикуются в ежегодных Национальных докладах о состоянии техногенной и природной безопасности Украины.

На основании наблюдений и заблаговременно проверенных расчетов может быть определена интенсивность воздействия, например, составлена карта сейсмического районирования территории, карта оползневого районирования или карта подтоплений (рис. 2.1).

Для сейсмоопасных регионов, таких как АР Крым, составлена карта детального сейсмического районирования, а для городов проведено микро-сейсморайонирование, т.е. определена сейсмичность отдельных площадок (районов) в пределах города.

Обычно эти модели приводятся в графическом виде (в форме изолиний на картах) или в табличном виде. Например, такие таблицы построены для основных сейсмоопасных районов АР Крым (Большая Ялта, Алушта, Алупка, Симеиз).

В основе построения вероятностных моделей землетрясений лежат многолетние наблюдения такой случайной величины, как интенсивность землетрясения. Следует отметить, что вероятностное прогнозирование опасных геологических процессов существенно зависит от выбора экстраполяционных зависимостей, принимаемых для описания результатов многолетних измерений. Например, для оценки повторяемости сильных землетрясений применяют, в основном, модель Пуассона.

Прямым следствием подтопления территорий является возникновение чрезвычайных ситуаций, связанных с оползнями. Сползание грунта является характерным для склонов гор и возвышенностей АР Крым. Оползание происходит в рыхлых, слабосцементированных породах вследствие того, что крутой и высокий склон по мере подрезания его рекой, водохранилищем, морем, теряет свою устойчивость, и значительные горные массивы крупными блоками начинают смещаться вниз по склону. Оползневое движение всегда связано с наличием грунтовых вод и наиболее вероятно при крутизне склона не менее 15 градусов. При сильных землетрясениях оползни возникают всегда. Что же касается дождевых осадков, то это зависит от многих случайных условий. В качестве критической границы для некоторых территорий принимается количество осадков выше 2500 мм.

Большую часть потенциальных оползней можно предотвратить, если своевременно принять меры в начальной стадии их развития. Среди различных мероприятий особенно важное значение имеют контроль и прогнозирование оползневых процессов. Они необходимы для расположения объектов в безопасных местах; своевременного предупреждения о возникновении новых или изменении параметров уже существующих оползней; выявления необходимости борьбы с оползнями или возможности эксплуатации объектов без укрепления склона.

Для предотвращения возникновения оползней необходимо организовать контроль за состоянием склонов и соблюдение охраннопротивооползне-вого режима, а также проводить комплекс противооползневых мероприятий с учетом гидрологических условий и характеристики оползневого участка. Необходимые для этого данные наносят на крупномасштабные карты. На них должны быть указаны: устойчивость склонов; возможность производства земляных работ; гидрологические условия района; возвышенности и косогоры; места расположения стоков, дренажных бассейнов, затопляемых участков и распределения подземных вод. На эти карты наносят места прошлых оползней и районы возможного оползания. К карте прилагается пояснительная записка с подробным описанием оползневого района (участка).

Теоретический прогноз оползней, как правило, производится специалистами оползневых станций (по данным многолетних наблюдений) и может быть только вероятностным. Принципиальная схема вероятностного прогноза возникновения нового оползня на естественном склоне в заданном районе и в заданный период времени проводится в следующей последовательности.

В первую очередь производится расчет исходных данных. Для этого:

а) определяют среднюю годовую величину коэффициента устойчивости данного склона в настоящее время (т.е. на начало периода ). Под коэффициентом устойчивости склона понимают отношение суммарного сопротивления сдвигу вдоль какой-либо потенциальной поверхности скольжения к сумме сдвигающих ее усилий вдоль этой поверхности:

(2.1)

где: - сопротивление сдвигу на -ом участке;

- касательное напряжение;

- абсолютная деформация;

б) рассчитывают среднюю скорость необратимых изменений коэффициента устойчивости склона (за год и на период ) для получения зависимости:

(2.2)

в) определяют зависимость амплитуды обратимых колебаний коэффициента устойчивости склона от показателей соответствующих факторов:

(2.3)

г) проводят расчет средней величины годовой амплитуды отрицательного отклонения коэффициента устойчивости склона и вероятной максимальной ее величины за период .

Во вторую очередь проводят анализ полученных данных с целью определения возможности оползня. Конечная средняя годовая величина коэффициента устойчивости в конце прогнозируемого периода составит:

(2.4)

Если:

- при - оползень маловероятен;

- при - оползень возможен;

- при - вероятность оползня велика.

Расчет вероятностного времени смещения оползня (количество лет от начала прогнозируемого периода), т.е. наиболее вероятного смещения оползня в этот период проводят по формуле:

от до

(2.5)

Дата добавления: 2014-03-22; просмотров: 861; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!