3.1.2.3. Интенсивность и магнитуда землетрясения
Интенсивность землетрясения - мера величины сотрясения грунта, определяется степенью разрушения построенных людьми зданий, характером изменений земной поверхности и данными об испытанных людьми ощущениях.
Интенсивность землетрясений измеряется в баллах. Существует несколько шкал балльности, в деталях или существенно отличающихся друг от друга. В нашей стране и ряде европейских стран для оценки интенсивности подземных бурь в последние десятилетия используется 12-балльная международная шкала МSK.
Условно землетрясения подразделяются на слабые (1-4 балла), сильные (5-7 баллов) и сильнейшие (разрушительные - восемь баллов и более).
Один балл. Землетрясение людьми не ощущается, толчки регистрируются только специальными приборами.
Два балла. Землетрясение очень слабое. Колебания заметно ощущаются лишь немногими, находящимися в покое, особенно на верхних этажах зданий.
Три балла. Землетрясение слабое. Колебания заметно ощущаются в помещениях: раскачиваются подвешенные предметы, открытые двери. Чувствуется вибрация, как от прошедшей поблизости грузовой автомашины. Можно оценить длительность сотрясения.
Четыре балла. Умеренное землетрясение. Оно ощущается многими, кто находится в помещении, и лишь немногими - на открытом воздухе. В ночное время некоторые спящие просыпаются. Раскачиваются подвешенные предметы, дребезжат окна, хлопают двери, звенит посуда, трещат деревянные стены и каркасы.
Пять баллов. Довольно сильное землетрясение. Ощущается почти всеми, просыпаются спящие. Двери раскачиваются на петлях, закрываются, открываются, стучат ставни. Жидкость в сосудах колеблется, иногда расплескивается. Бьется часть посуды, трескаются стекла в окнах, местами появляются трещины в штукатурке, опрокидывается неустойчивая мебель. Маятниковые часы останавливаются, начинают идти, изменяют ход. Иногда качаются деревья и столбы.
Шесть баллов. Сильное землетрясение. Ощущается всеми. Многие в испуге выбегают из домов. Походка становится неустойчивой. Бьются окна, тарелки, стеклянная посуда. Книги, отдельные предметы падают с полок. Падают картины. Приходит в движение и опрокидывается мебель. Появляются трещины в штукатурке и кладке. Заметно сотрясаются деревья и кусты, слышен шелест листьев.
Семь баллов. Очень сильное землетрясение. Трудно удержаться на ногах. Все жители выбегают из домов. Дрожат подвешенные предметы. Ломается мебель. Многие здания получают значительные повреждения. Печные трубы обламываются на уровне крыш. Обваливаются штукатурка, плохо уложенные кирпичи, камни, черепица, а также неукрепленные парапеты и архитектурные украшения. Появляются трещины в сухих грунтах. Происходят небольшие оползни и провалы на песчаных и гравийных склонах. Звонят большие колокола. Мутнеет вода в водоемах и реках от ила. Повреждаются бетонные оросительные каналы.
Восемь баллов. Разрушительное землетрясение. Типовые здания получают значительные повреждения, иногда частично разрушаются. Ветхие постройки разрушаются. Происходит отрыв панелей от каркасов. Поворачиваются и падают печные и фабричные трубы, памятники, башни, колонны, водонапорные башни. Ломаются подгнившие сваи. Обламываются ветви на деревьях, возникают трещины во влажном грунте и на крутых склонах. Изменяется температура воды в источниках и колодцах.
Девять баллов. Опустошительное землетрясение. Общая паника. Дома разрушаются. Серьезно повреждаются плотины и борта водохранилищ. Рвутся подземные трубопроводы. Появляются значительные трещины на земной поверхности.
Десять баллов. Уничтожающее землетрясение. Большая часть построек разрушается до основания. Обрушиваются некоторые хорошо построенные деревянные здания и мосты. Серьезно повреждаются плотины, дамбы и насыпи. На земной поверхности появляются многочисленные трещины. Возникают большие оползни, вода выплескивается из каналов, рек, озер и т. д. Приходит в движение песчаный и глинистый грунт на пляжах и низменных участках. Слегка изгибаются рельсы на железных дорогах. Ломаются ветки и стволы деревьев. Животные мечутся и кричат.
Одиннадцать баллов. Катастрофа. Только немногие каменные здания сохраняют устойчивость. Разрушаются плотины, насыпи, мосты. Видны широкие трещины на поверхности земли. Подземные трубопроводы полностью выходят из строя. Сильно вспучиваются рельсы. Сплывы и оползни в рыхлых грунтах.
Двенадцать баллов. Сильная катастрофа. Полное разрушение зданий и сооружений. Смещаются крупные скальные массивы, на поверхности земли появляются волны, образуются водопады, возникают новые озера, изменяются русла рек. Растительность и животные погибают от обвалов и осыпей в горных районах. Обломки грунта, предметов летают в воздухе.
Интенсивность представляет собой качественное понятие: она не является параметром очага землетрясения, а отражает только наблюдаемое воздействие землетрясения на поверхность земли в определенной точке. Интенсивность субъективная мера, поскольку зависит главным образом от впечатлений наблюдателей.
Объективная мера должна обобщать суммарный эффект землетрясения; она определяется по записям на сейсмостанциях.
Способ определения такой меры был найден профессором Калифорнийского технического университета Ч. Рихтером, который изобрел в 1935 году шкалу магнитуд землетрясений.
Магнитуда - это мера полной энергии сейсмических волн. Разработанная Рихтером количественная шкала для оценки энергии очага (или интенсивности в очаге) землетрясения по своей идее сродни той, которая используется астрономами для градуировки звезд по шкале звездных величин. Рихтер определил магнитуду как число, пропорциональное десятичному логарифму амплитуды (выраженной в микрометрах) наиболее сильной волны, записанной стандартным сейсмографом на расстоянии 100 км от эпицентра землетрясения. Магнитуда может изменяться от 0 до 8,8. Если магнитуда оказывается больше на единицу, это означает, что амплитуда волн данного землетрясения возросла в 10 раз.
Магнитуда Рихтера тесно связана с энергией, высвобождающейся при землетрясении, но связь эта не вполне прямая, так как используется “логарифмическая” шкала. Ее равновеликим делениям соответствуют постоянно возрастающие количества энергии: повышение магнитуды (М) на единицу соответствует увеличению количества выделенной энергии примерно в 30 раз. Следовательно, при толчке с М = 5 высвобождается в 30 раз больше энергии, чем при М = 4, и в 900 раз больше, чем при М = 3.
Сильными считаются землетрясения, магнитуды которых равны 5-6 единицам (6-8 баллов). В нашем столетии всего несколько землетрясений, записанных сейсмографами, имели магнитуду 8,3-8,8 (11-12 баллов) [15].
В среднем во всем мире ежегодно происходит одно землетрясение с магнитудой 8 и выше.
3.1.3. Вторичные поражающие факторы землетрясений
В приведенных ниже разделах будут приведены характеристика СДЯВ, а также будут рассмотрены вторичные поражающие факторы землетрясений как то:
- распространение СДЯВ и воздействия их на окружающую среду и людей;
- оценка распространения пожаров;
- взрывы газовоздушной смеси.
3.1.3.1. Распространение и характеристика СДЯВ
Хлор¾ зеленовато-желтый газ с резким запахом. Порог восприятия ¾ 0,003 мг/л. ПДК в рабочей зоне ¾ 0,001 мг/л. Следовательно , если чувствуется резкий запах , то работать без средств защиты уже опасно. Хлор в 2,5 раза тяжелее воздуха, поэтому облако хлора перемещается по направлению ветра близко к земле. Температура кипения - 34,6° С, следовательно даже зимой хлор находится в газообразном состоянии. Хранится в жидком состоянии под давлением. При испарении на воздухе, хлор образует с водяными парами белый туман.
Поражающая концентрация при экспозиции 1 ч. ¾ 0,01 мг/л, поражающая токсидоза ¾ 0,6 мг*мин/л.
Защита: промышленные противогазы марки “В” и “М”, гражданские ГП-5, при концентрациях свыше 8,6 мг/л ¾ изолирующие противогазы.
Первая помощь: надеть противогаз и вывести на свежий воздух, ингаляция кислородом, вдыхание нашатырного спирта. Промывание глаз, носа и рта 2% раствором соды. Теплое молоко с боржоми или содой, кофе.
Дегазацию производят щелочными отходами производства, водными растворами гипосульфита, гашеной извести, неитрализацию — водой.
Аммиак— бесцветный газ с запахом нашатыря. Порог восприятия — 0,037 мг/л. ПДК в рабочей зоне — 0,02 мг/л. Температура кипения — 33.3° C. Хранится в жидком состоянии под давлением. Поражающая токсидоза — 15 мг/л. Хорошо растворяется в воде.
Защита: промышленные противогазы марки “К” и “М”; ГП-5, при высоких концентрациях — изолирующие противогазы и защитная одежда.
Первая помощь: свежий воздух, теплое молоко с боржоми или содой. При попадании в глаза — немедленное промывание водой. При поражении кожи — обмывание водой.
Дегазацию производят кислотными растворами, нейтрализацию водой.
Подробная характеристика СДЯВ и меры защиты изложены в аварийных карточках.
3.1.3.2. Химическая обстановка на местности в случае разрушения емкостей со СДЯВ
При заблаговременном прогнозировании для сейсмических районов за величину выброса принимают общий запас СДЯВ; метеорологические условия: вертикальная устойчивость атмосферы — инверсия, скорость ветра уземли м/c, направление ветра.
В основу метода прогнозирования положено численное решение уравнения турбулентной диффузии. Для упрощения расчетов ряд условий оценивается с помощью коэффициентов.
Исходные данные: тип и количество СДЯВ на объектах, физико-химические свойства, токсичность, условия хранения, метеоусловия, топографические условия местности.