Д. г. – м. н. Шешеня Н.Л.

Открытое акционерное общество «Производственный и научно-исследовательский институт инженерных изысканий в строительстве»

Социально-экологические последствия опасных проявлений климата в пределах городских агломераций

Оценка опасных природных и природно-техногенных процессов и их влияние на состояние природной среды, анализ и прогноз последствий техногенного воздействия, разработка мероприятий по обеспечению безо-пасности хозяйственной деятельности человека и условий его жизни сле-дует осуществлять с учетом величин природных и техногенных социально-экологических рисков.

Социально-экологический риск - это вероятность аварийных разру-шений различных объектов и поражения определенных групп людей, находящихся в зоне их влияния в момент развития и проявления опасных геологических, гидрогеологических, гидрологических и экологических процессов. Другими словами, это количественная мера опасности форми-рования и проявления ущербных изменений в природно-техногенной геологической среде и ухудшения здоровья людей. Социально-экологиче-ский риск состоит из двух составляющих рисков – социального и экологи-ческого. Социальный риск при наличии опасности обозначает вероятность летальных или иных нежелательных исходов среди населения, то есть, когда возникают социальные ущербы.

Социальный ущерб – это гибель людей, психические травмы, нанесе-ние тяжелых увечий людям и другие неудобства, вызванные геологиче-скими, гидрогеологическими, гидрологическими и другими процессами (опасностями). Например, повышение влажности грунтов оснований зда-ний, подтопление застроенных территорий вызывают их заболачивание, повышение влажности комнатного воздуха, грибковое загрязнение, пле-сень, увеличение популяций кровососущих комаров. Это провоцирует обострение у проживающих в указанных домах людей нефрита, полинев-рита, ангины, ревматизма, пневмонии, катара верхних дыхательных путей, гриппа и др. Повышается риск аллергенных, желудочно-кишечных, сердечно-сосудистых заболеваний. Популяции комаров являются перенос-чиками вирусного энцефалита, филиаритоза. В целом снижается «качест-во» жизни человека. Прямые материальные ущербы от проявлений дан-ных заболеваний, например, по Калужской области в 1999-2003г.г. соответ-ственно составили (млн. руб.): 9,6; 4,049; 83,6; 0,231. За 9 мес. 2003г. заре-гистрированы следующие инфекционные заболевания: вирусный гепатит «В» – 100 случаев или 9,4 на 100 тысяч населения (снижение в сравнении с таким же периодом прошлого года на 15%); дифтерия – 6 случаев или 0,57 на 100 тысяч населения (на уровне прошлого года, все взрослые), из них 2 случая с летальным исходом; коклюш 8 случаев или 0,86 на 100 тысяч населения (рост в 2 раза); эпидемический паротит 28 случаев или 2,6 на 100 тысяч населения (рост 52%); краснуха 662 случая или 62,5 на 100 тысяч населения (снижение в 2,3 раза). Заболевания корью, полиомиелитом, столбняком не регистрировались [1].

Оценки ожидаемых социально-экологических ущербов являются сложной научной проблемой, поэтому их величины весьма условные, по таким основным причинам: невозможность однозначно оценить ущербы от опасных процессов. По произошедшим процессам таким оценкам отве-чают наблюденные актуальные ущербы, а для прогнозируемых процессов они являются прогнозными (виртуальными); практически отсутствуют анализы и оценки косвенных ущербов от проявившихся и ожидаемых опасных процессов, а иногда и ущербов от вторичных воздействий; ущер-бы от многих процессов предотвращаются поэтапно, поэтому конечная оценка потерь часто оказывается заниженной; на многих территориях не ведется мониторинг не только за потерями, но и за развитием и прояв-лениями процессов.

Примером сказанного может служить г. Калуга, где в октябре-ноябре

2003г. сложилась угроза возникновения чрезвычайной ситуации, связан-ная с бактериальным загрязнением р. Ока в створе Окского водозабора. Он обеспечивает питьевой водой около 200 тыс. человек – это составляет от 20 до 100% объема водозабора. Микробиологические показатели при ис-следованиях воды значительно превысили нормативные значения. При-чиной загрязнения р. Оки стал сброс неочищенных хозяйственно-бытовых стоков в поверхностные воды на территории Тульской и Орловской облас-тей [1]

Оценка социального риска гибели и ранения людей связана с установлением вероятности поражения и разрушения различных объектов и нахождением определенных групп людей в зоне их влияния в момент проявления опасности [2]. Для этого вводится понятие «удельный риск поражения». Так, например, при опасности образования оползней в каче-стве удельного риска поражения предлагается использовать величину скорости смещения оползней. Пороговое значение опасной скорости опол-зания предполагается принять равной 1 м/мин. Гибель людей при больших ее величинах смещения оползня может происходить не только от удара стремительно оползающей массы или погребения под ней, но и вследствие обрушения зданий и их конструкций.

Аномальные ливневые дожди, как это было 2 августа 2003г. в г. Ка-луга, с интенсивностью более 30,0мм/ч, вызвали сильные ливневые потоки и резкий подъем уровня воды в притоках р. Ока. В результате получили значительные повреждения 3 дамбы, размыт участок автодороги «Калуга-Медынь», разрушены 25 жилых частных дома. В зоне чрезвычайной ситуа-ции оказались более 17,1 тыс. человек. Ориентировочный материальный ущерб составил 24 млн. 897,2 тыс. рублей [1]. В связи с разрушением водо-водов и опор линий электропередачи временно нарушалось водо-,электро-снабжение населения г. Кондрово Калужской области.

Кроме указанных дождей, для г. Калуга характерны также аномаль-

ные проявления сильных ветров. Типичными примерами могут служить:

27 октября 2003г. из-за ветра, отдельные порывы которого дости-гали 20м/с, и обильных дождей в зоне чрезвычайной ситуации оказалось 1512 человека, из них 375 детей; 2 мая 2003г. в результате сильного ветра произошел обрыв линий электропередачи на объектах ОАО «Ка-лугаэнерго». Это привело к нарушению электроснабжения в 55 населен-ных пунктах 12 районов области (Боровского, Жуковского, Малоярос-лавецкого, Тарусского, Юхновского, Кировского, Думиничского, Дзер-жинского, Спас-Деменского, Жиздринского, Людиновского, Ферзиков-ского) и в пригороде г. Калуга.

Месячные количества осадков за время 75-летних наблюдений в Калужской области изменялись более чем в 100 раз (июнь, сентябрь). Высота снежного покрова колеблется от 17 до 72см, составляя в среднем 47см. Максимальной высоты снежный покров достигает в конце февраля – начале марта. Появление снежного покрова отмечается от 6 октября до 26 ноября, а его сход - от 25 марта до 7 мая. В периоды водообильных дож-дей, градов, снегопадов, как это отмечалось, например, в 2004г., 36 человек получили значительные травмы. Пороговое значение обильных осадков, выпавших за короткое время и размывающих дороги и откосы выемок, составляет для города и области 20мм за 12 часов. По результатам монито-ринга поверхностных водных объектов в пределах территории города наблюдаются периодически высокие уровни подъема воды – 10м и более (периоды весенних половодьев и дождевых паводков). Их повторяемость в среднем равна 1 раз в 3 года. Зоны затоплений в г. Калуга в эти периоды могут достигать площади 0,26км.²; по Калужской области они достигают 0,1 тыс. км.², на которой проживает 5,7 тыс. человек.

В заключение анализа климатических особенностей в пределах Калужской области, включая город Калугу, следует отметить [1]:

площадь зоны проявления вероятных чрезвычайных ситуаций (ЧС) от рассмотренных метеорологических явлений и процессов состав-ляет 29,9тыс. км²; численность населения, проживающих в зоне ЧС, равна 1058,9 тыс. человек; среднемноголетняя частота проявления ЧС составляет 0,27 единиц/год: к опасным для состояния здоровья населе-ния и их энергетики метеорологическим явлениям относятся: ветры со скоростью 30 м/с и более; образование гололеда толщиной 20мм и более, мокрого снега и снежного отложения льда 35мм и более; дожди 50мм и более за 12 часов и менее (ливневые – 30мм и более за 1 час); резкие из-менения температуры (на 5°С и более); продолжительные морозы (-30°С и ниже).

Наводнения в России отмечаются ежегодно, сопровождаясь больши-ми экономическими и экологическими ущербами. Так, например, согласно данным МЧС, в Хабаровском крае из-за осеннего наводнения в 2007г. раз-мыты дороги, снесены мосты, началась частичная эвакуация населения. В селе Аланап в трех местах была затоплена автодорога Тырма - Аланап, проезд транспорта стал невозможен. Подтоплено 32 дома на уровне 50-70см. Из домов эвакуированы 168 человек, из них - 43 ребенка. В поселке Чегдомын (нижний) подъем воды в реке Чегдомынка резко начался в четверг. В результате прорыва дамбы в трех местах частично подтоплены приусадебные участки, повреждены пешеходные переходы. В поселке Ургал-1 подтоплены приусадебные участки по улицам. На автодороге Ургал - Солони в районе 31км размыто 60м дороги, на 62, 63 и 67км смыты небольшие деревянные мосты. Таким образом, в Хабаровском крае затопленными оказались, как минимум, около сотни домов.

Подобные наводнения происходят не только в России, но и других странах мира. В качестве примера ниже даны сведения по нескольким странам, полученным по сообщениям из новостных программ в средствах массовой информации.

В результате наводнений и схода селей 10.09-2009г на северо-западе Турции погиб 31 человек, 9 числятся без вести пропавшими. За последние дни на Стамбул выпало от 185 до 225 литров воды на квадратный метр. Передвигаться по городу можно только вплавь. Глубина некоторых потоков составляет 4м. Потоки воды вызвали сход селей, грязь и камни заблокировали водостоки. Метеорологи сообщают, что город переживает «худшую за 80 лет непогоду». Сумма ущербов приближается к 150 млн. долларов, и цифра эта не окончательная.

23-24 июля 2007г в Великобритании произошло сильнейшее за после-дние 60 лет наводнение. Десятки тысяч домов и предприятий оказались затоплены вышедшими из берегов реками Эйвон и Северн. Больше оста-льных пострадали графства Глостершир и Уорчестер. Город Тьюкесбери в течение нескольких дней оставался полностью отрезанным от внешнего мира. В некоторых местах уровень воды превышал 2,5м. Из-за затоплен-ных водоочистных сооружений около 150 тыс. жилых домов остались без питьевой воды. Ущерб от наводнения и вызванных им разрушений составил более 2 млрд. фунтов.

Стихийные бедствия на севере Италии 1 сентября 2003г., когда после трех месяцев жаркой погоды, за несколько часов выпало 400мм осадков. Реки вышли из берегов, из-за наводнений и оползней в горах на дорогах оказались блокированы тысячи машин. Шквальный ветер обрушил сотни столбов линий электропередач, а также несколько домов и мостов. В Милане отдельные градины достигали 10см в поперечнике.

Кроме указанных выше ущербов наводнения в пределах городских агломераций вызывают загрязнение окружающей среды, подтопление зда-ний и сооружений, активизацию оползневых, суффозионных, карстовых процессов, резкие изменения несущих свойств грунтов оснований и т.п.

Оценку воздействия загрязнения окружающей среды предлагается проводить на основе определения трех главных компонентов анализа экологического риска [3], в который входят оценки: воздействия на окружающую среду и соответствующих рисков, исходя из количества и концентрации химических веществ в выбросах и накопления их в природных средах (воде, воздухе, почве); состояния здоровья человека по интегральным показателям здоровья; состояния биоты по биологическим интегральным показателям.

Имея данные по всем трем главным показателям экологического состояния окружающей среды и здоровья человека, можно проводить анализ и оценку экологического риска. Оценка состояния здоровья человека и состояния биоты должны строиться, исходя из учета оценок нескольких составляющих: медико-социальных особенностей данной популяции (средняя продолжительность жизни, количество индивидов, детская смертность и т.п.); показателей состояния здоровья населения на основе оценки состояния основных систем жизнеобеспечения; прогноза развития опасных изменений в состоянии человека и популяции на протя-жении жизни данного и последующих поколений; состояния фотосинте-зирующих организмов, как первого и самого чувствительного звена пище-вой цепи; биоразнообразия, как генетического фонда планеты; состояния сельского хозяйства (животных, птиц).

Обязательной составляющей анализа экологического риска должен быть прогноз развития ситуации и возможных последствий.

Для Калужской области особую опасность возникновения чрезвы-чайных экологических ситуаций, связанных с разливами нефтепродуктов (35,492тыс. м³ нефтепродуктов), представляют разрывы продуктопровода Плавск-Калуга, ОАО «Рязаньтранснефтепродукт». Из-за загрязнения по-

верхностных и подземных вод, используемых для водоснабжения, в г. Калуга в 2005г. зафиксировано увеличение заболеваемости населения по кишечным инфекциям на 47,8 % (401,4 человека на 100 тысяч); настора-живает ситуация в Юхновском районе области, где зарегистрировано 95 случаев (676,1 на 100 тыс. населения) [1].

Радиационные риски для населения Калужской области и г. Калуга в ходе деятельности радиционно опасных организаций составляют: индии-видуальный риск для персонала – 0,00006 случаев в год; индивидуальный риск для населения –0,0000015 случаев в год; коллективный риск для пер-сонала – 0,3650 случаев в год; коллективный риск для населения – 0,170 случаев в год [1].

На территории России подтоплено 792 города, 457 поселков город-ского типа, 762 населенных пункта. Общая площадь подтопленных засе-ленных территорий достигает 7737 км². Ели хозяйственная деятельность человека будет осуществляться по существующим законодательным нор-мативам, то в ближайшие 5-10 лет около 70% площадей городов превра-тится в болота со всеми вытекающими отсюда катастрофическими про-цессами, сопутствующими заболоченным территориям.

В подтопленном состоянии находится около 800 тыс. га городских территорий, в том числе подтопление отмечается в Москве, Санкт-Петер-бурге, Калуге, Новосибирске, Омске, Ростове-на-Дону, Томске, Хабаровске, Новгороде, Ярославле, Казани и многих других городах. Ущерб от подтопления 1га городской территории (в зависимости от степени ее заст-ройки капитальными сооружениями, наличия исторических и архитек-турных памятников, разветвленности подземной инфраструктуры) состав-ляет от 15 до 200 тыс. долларов США.

Причем, подтопление – это собственно техногенный процесс. Сум-марные ежегодные ущербы по России от подтопления и заболачивания городов составляют не менее 1 трлн. руб. Средняя стоимость защитных мероприятий от подтопления 1га застроенной территории оценивается в 30млн. руб., а стоимость неотложных первоочередных мероприятий дости-гает 20 млрд. руб.

В таблице для моренных суглинков тугопластичной консистенции московского оледенения приведен пример изменения характеристик их несущих свойств в основаниях зданий и сооружений, которые находятся в зоне подтопления.

Положение грунтов	Плотность – g (т/м^3)	Сцепление – С, (кПа)	Угол внутреннего трения - j (^0 )	Модель деформации Е, (МПа)
Вне зоны подтопления	1,.91….1,93	26….28	19….21	8….10
В зоне подтопления
Контур здания	1,83…..1,86	14…..16	13…..15	5…..6
Ввод коммуникаций	1,71….1,74	11….13	11….13	3…..5

Подтопление территории городов и поселков Московского региона вызывает пучение глинистых грунтов и техногенное заболачивание, сопровождаемые деформациями зданий и сооружений. В тяжелом поло-жении оказались ряд памятников архитектуры и истории в Троице-Сер-гиевской лавре (г. Сергиев Посад), Ново-Иерусалимском монастыре и др. Около 90% территории г. Лобня подтоплено. За период с 1966г. по 1990г. глубина УГВ уменьшилась с 3,26м до 0,75м, а средняя скорость подъема составила 13 см/год.

В г. Калуга по состоянию на 1946г. только около 15% его площади считались потенциально подтопляемыми. Бессистемная засыпка оврагов, которые были дренами для двух горизонтов подземных вод, с посто-янными или временными ручьями по их тальвегам, с многочисленными родниками в их бортах, стала причиной того, что по состоянию на 2009г. около 75% территории города стали подтопленными и частично заболо-ченными. Скорость подъема уровня подземных вод в среднем здесь соста-вляет 1,0-1,5м/год, иногда достигает 2,0м/год. Подтопление сопровождается просадкой оснований зданий, активизацией оползней, набуханием глини-стых грунтов и деформациями незатухающей ползучести, заболачиванием территории. Следствием этих процессов является резкое ухудшение социа-льно-экологической обстановки городских территорий. С процессом под-топления связано формирование или активизация такого ряда опасных, парагенетически обусловленных, процессов: подтопление ® повышение уровня подземных вод до критических отметок (глубин)® заболачива-ние®просадки лессовых и лессовидных грунтов®суффозионные® осадки грунтов оснований зданий и соружений®набухание глинистых грунтов ®затопление подвалов зданий и подземных выработок® размокание гли-нистых пород® плывунность® тиксотропное разжижение грунтов® гид-ратационное оседание грунтов® уменьшение зоны аэрации и глубин сезо-нного промерзания®усиление морозного пучения® плывунность® ополз-ни, оплывины, сплывы® эрозия.

В заключение следует отметить, что уже стало очевидным необхо-димость перехода от бесперспективной практики ликвидации последствий опасных проявлений процессов к практике их заблаговременного предуп-реждения и предотвращения. Профилактическая деятельность должна основываться на анализе и оценке риска возможных бедствий и чрез-вычайных ситуаций, в том числе и в строительстве. Для каждого города предлагается составлять паспорта риска с практическими рекомен-дациями по его снижению или предупреждению.

Проблемы решения вопросов безущербного и безаварийного испо-льзования городских территорий, обитания человека, новое освоения этих территорий и природно-техногенной среды, оценок и прогнозов вероятных ущербов, принятия предупредительных и защитных мероп-риятий невозможны без создания службы мониторинга.

Литература.

1. Госдоклад 2004, 1 раздел. Главное Управление по делам ГОЧС Калужской области. 2005г, 57с.

2. Рагозин А. Л. Современные методы и проблемы количественной оценки и управления природными рисками. // В кн.: Оценка и управление природными рисками, том 1. М.: Рос. университет дружбы народов, 2003, с.350-354.

3. Ершова С. Б. Возможности прогноза изменений геологической среды на основе инженерно-геологической типизации Земли. М.: Инженерная геология, №6, 1980,21-29.