Способ предотвращения лавинообразного извержения вулканов
Владельцы патента RU 2343508:
Изобретение относится к способам предотвращения неконтролируемого — лавинообразного извержения вулканов и организации контролируемого транспортирования магмы для ее использования при строительстве. Обеспечивает повышение эффективности способа. Сущность изобретения: по способу управляют давлением во вторичных магматических очагах под вулканами, проявляющими сольфатарную активность. Для этого производят наклонное бурение каналов в основание вторичного магматического очага. В этот очаг подают сжатый газ. Повышают давление во вторичном магматическом очаге и замедляют поступление в него магмы из первичного очага. При этом осуществляют добычу и транспортирование магмы для строительства, накопившейся во вторичном магматическом очаге, через пробуренные каналы. При этом не допускают достижения критической величины давления, при которой происходит лавинообразное извержение.
Предлагаемый способ относится к способам предотвращения и устранения разрушительных последствий извержения вулканов и землетрясений и к способам строительства в сейсмоопасных районах Земли.
Ближайшими прототипами предлагаемого способа являются способ защиты от лавы при извержении вулкана [1], способ защиты населенного пункта от разрушения горным лавинным потоком [2], способ воздействия на вулканическую систему [3], традиционные способы предотвращения и устранения разрушительных последствий извержения вулканов и землетрясений, использующие технологические операции сейсмической геологической разведки, регистрации сейсмической активности [4] и отчуждения сейсмоопасных районов Земли из землепользования [5], что эквивалентно большим неэффективным затратам на работы в этих районах Земли, и способы строительства, использующие технологические операции проектирования, транспортировки строительных материалов в районы строительства, часто сопряженные с большими непроизводительными затратами, испытание и сдачу объекта в эксплуатацию [6], [7], [8], [9], [10].
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что с целью уменьшения финансовых, транспортных, материальных, трудовых и временных затрат на строительство и на предотвращение и устранение разрушительных последствий извержения вулканов управляют давлением во вторичных магматических очагах под проявляющими сольфатарную активность (выделение горячих газов и воды) вулканами сообщением специально пробуренных каналов, заканчивающихся в основании вторичного магматического очага, с внешней средой для понижения давления во вторичном магматическом очаге или подачей в основание вторичного магматического очага сжатого газа для повышения давления во вторичном магматическом очаге и добычи магматической лавы, накопившейся во вторичном магматическом очаге за прошедший период времени, для строительства из специально пробуренных выпускных каналов, заканчивающихся в верхней части вторичного магматического очага, не допуская достижения критической величины давления, при которой происходит извержение вулкана. При этом во время повышения давления в нижней части вторичного магматического очага происходит замедление поступления лавы во вторичный магматический очаг из первичного очага, что предотвращает лавинообразный процесс извержения вулкана.
В сочетании с известными способами, позволяющими производить наклонное бурение каналов, заканчивающихся во вторичном магматическом очаге, контроль за состоянием вторичного магматического очага и направленную транспортировку магматической лавы в заданный район строительства, предлагаемый способ позволяет как уменьшать давление во вторичном магматическом очаге, предотвращая извержение вулкана и сохраняя экологическую безопасность в сейсмоопасном районе, так и повышать давление во вторичном магматическом очаге, если оно недостаточно для добычи накопившейся в нем за прошедший период времени магматической лавы для строительства.
Такой способ позволяет уменьшать давление во вторичных магматических очагах вулканов и предотвращать извержение вулканов и тем самым предотвращать разрушительные последствия при извержении вулканов и землетрясений. Кроме того, он позволяет уменьшать затраты на добычу и транспортировку строительных материалов в сейсмоопасные районы строительства, т.к. строительным материалом является поступающая из недр магма, обладающая высокими строительными качествами для фундаментов, вновь возводимых платформ для строительства, например, в районах морского шельфа, возведения морских дамб и плотин, возведения новых островов, полуостровов и других морских и наземных сооружений.
Возможность реализации предлагаемого способа основана на возможности проведения работ по наклонному бурению [11], [12], [13] и транспортировке магмы к месту строительства, например, направляя поток магмы заранее возведенными жаропрочными и огнеупорными сооружениями с применением, например, огнеупорных плиток космической теплозащиты [14].
1. Способ защиты от лавы при извержении вулкана. Патент Российской Федерации RU 2057839, 04.10.1996.
2. Способ защиты населенного пункта от разрушения горным лавинным потоком. Патент Российской Федерации RU 2073769, 02.20.1997.
3. Способ воздействия на вулканическую систему. Патент Российской Федерации RU 2098850, 12.10.1997.
4. Краевая целевая программа на 2001-2005 годы «Сейсмобезопасность Красноярского края», 11.12.2004, http://www.hloponin.ru/page.aspx?pageid=14239&article=16722.
5. ПРАВИТЕЛЬСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ. ПОСТАНОВЛЕНИЕ от 14 марта 1995 г. N 249. О ПОРЯДКЕ ФОРМИРОВАНИЯ ЦЕЛЕВОГО ЗЕМЕЛЬНОГО ФОНДА ДЛЯ РАССЕЛЕНИЯ БЕЖЕНЦЕВ И ВЫНУЖДЕННЫХ ПЕРЕСЕЛЕНЦЕВ И РЕЖИМЕ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ (в ред. постановления Правительства РФ от 18.09.95 N 931), http://orimc.orl.ru/base/peresel/doc008.htm:
6. Егупов В.К. Расчет зданий на прочность, устойчивость и колебания. — Киев.: Будивельник, 1965. — 256 с.
7. Егупов В.К., Командрина Т.А. Расчет зданий на сейсмические воздействия. — Киев.: Будивельник, 1969. — 208 с.
8. Егупов К.В. Принципы совершенствования нормативных расчетов сейсмостойкости зданий и сооружений. // Сейсмостойкое строительство, ВНИИНТПИ. 1998, вып.4, с.35-38.
9. Егупов К.В., Стародуб В.И. Расчет нерегулярных зданий на сейсмические воздействия. // Международная научно-техническая конференция «Строительство в сейсмических районах Украины», Крым, г.Алушта, 18-21 мая 1999 г.
10. Егупов К.В. Проблемы проектирования на сейсмостойкость протяженных и несимметричных сооружений. — М.: Минстрой России, ВНИИНТПИ // Сейсмостойкое строительство, 2000, вып.1, с.23-30.
11. Сахалинский научный центр. Сергей Семенов. Грозящие катастрофы. // Газета Дальневосточного отделения Российской академии наук. Дальневосточный ученый, N6, 27 марта 2002, http://www.dvuch.dvo.ru/article.php?n=67.
12. Горин А.С., Ю.И.Спектр, В.А.Красков./ Журнал «Трубопроводный транспорт нефти», № 11 2003 г.
13. Березин В.Л., Зиенко А.И., Минаев В.И. / Обзорная информация «Строительство предприятий нефтяной и газовой промышленности», серия «Механизация строительства», Выпуск 3, 1984 г.
14. Запрограммированный космос. Несколько встреч со специалистами, готовившими уникальный полет «Бурана», Советская Россия 2 декабря 1988 г.
Способ предотвращения лавинообразного извержения вулканов, характеризующийся тем, что управляют давлением во вторичных магматических очагах под вулканами, проявляющими сольфатарную активность, для чего производят наклонное бурение каналов в основание вторичного магматического очага, куда подают сжатый газ, повышают давление во вторичном магматическом очаге и замедляют поступление в него магмы из первичного очага, при этом осуществляют добычу и транспортирование магмы для строительства, накопившейся во вторичном магматическом очаге, через пробуренные каналы, не допуская достижения критической величины давления, при которой происходит лавинообразное извержение.
Источник
Защита населения от вулканов. Меры по предупреждению, снижению потерь и ущерба от вулканов.
Многие деревни, города и сельские поля располагаются, как правило, на нижних участках склонов «дремлющих» вулканов. Действующие вулканы, подножие, которых усеяно многочисленными минеральными источниками, представляют главную достопримечательность национальных парков и районов массового туризма. Вулканы излюбленное место паломничества туристов в течение всего года. Сюда стекаются массы людей, они любуются видами, открывающимися с их вершин, катаются на лыжах, совершают горные восхождения. С развитием государства быстро растет население в опасных районах.
Так, например, в Японии даже самые активные вулканы посещают более 10 тыс. человек в день. В опасной зоне Сакурадзимы, в радиусе 10 км от действующего кратера обосновалось около 300 тыс. человек. Эти социальные обстоятельства приводят к увеличению потенциальной опасности извержений.
А. А. Григорьев (1991) отмечает: «Казалось бы, колоссальный опыт, накопленный человечеством в борьбе со стихийными бедствиями, должен был бы давно убедить людей покинуть опасные для их жизнедеятельности районы. Однако на практике наблюдается совсем другое. Более того, выяснилось, что многие люди вообще не считают опасными некоторые действительно угрожающие их жизни явления стихии». Весьма показательны оценки поведения людей, живущих в восточной части острова Пуна, относящегося к Гавайским островам. Здесь находится вулкан Килауза, на расстоянии 30 миль от которого расположено несколько населенных пунктов. Этот действующий вулкан после 1750 г. извергался 50 раз, а после 1955 г. — 20 раз. Во время извержений потоки лавы неоднократно направлялись в сторону поселений, уничтожая дома, дороги, посевы, сельскохозяйственные земли. Но жители, которые хотя и переносят иногда деревни в другие места, не думают покидать этот опасный район. При этом 57 % опрошенных жителей считают, что извержение Килауза опасно для земли, имущества, но не для самих людей. Свыше 90 % опрошенных считают, что проживание вблизи вулкана имеет больше преимуществ, чем недостатков.
Предпосылкой успешной защиты от вулканических извержений является познание причин возникновения и их механизм. Зная сущность процессов, можно их предсказывать. Сущность вулканических извержений известна примерно на 50%.
Своевременный и точный прогноз извержения вулканов является наиважнейшей предпосылкой эффективной защиты. Снижение ущерба от вулкана достигается прогнозированием их «жизни», и проведением необходимых профилактических мероприятий.
Прогноз вулканических извержений может быть любительским, либо профессиональным или научным. Зачастую любительские прогнозы недооцениваются. Есть определенная категория людей, наделенных необыкновенной чувствительностью.
В качестве возможной основы прогноза принят целый ряд признаков. При прогнозировании вулканических извержений наиболее важными и надежными являются следующие:
— выявление вулканоопасных и сейсмически активных зон, которые долго не испытывали сотрясений;
— изучение быстрых смешений земной коры;
— наблюдения за изменением магнитного поля и электропроводности горных пород;
— изучение состава газов, поступающих из глубин;
— исследование очагов во времени и пространстве.
Большинство действующих вулканов находится под постоянным наблюдением специальных станций, располагающихся, как правило, на «вулканических территориях». С целью прогнозирования извержений вулканов составляются карты вулканической опасности (риска). Прогноз состояний и будущих извержений осуществляется техническими средствами и основывается на имеющихся сведениях о жизни вулканов. С помощью приборов регистрируется магнитное поле Земли и сейсмические колебания в месте нахождения вулкана, а также температура в его кратере. Приближение извержения вулкана можно определить по его акустической и дымовой активности, особенностям поведения вблизи него представителей флоры и фауны. Использование современных способов прогнозирования позволяет резко снизить возможный ущерб, наносимый вулканическими извержениями, путем своевременного оповещения населения, проведения защитных мероприятий и эвакуации.
Защита от вулканических извержений может быть активной (сооружение отводов и защитных валов, бомбардировка лавовых потоков и др.) и пассивной (эвакуация, использование укрытий).
К основным способам защиты от извержений вулканов относятся:
— постоянное наблюдение за состоянием вулкана;
— своевременная эвакуация населения из опасной зоны;
— сооружение специальных каналов для отвода лавы и грязекаменных потоков;
— оказание первой помощи пострадавшим.
Шесть вулканических процессов могут грозить катастрофой: лавовые потоки, извержения, грязевые потоки (лахоры), вулканические наводнения, палящие тучи и выходы газов.
Защитные меры от лавовых потоков существуют и зачастую вполне действенны:
1) Бомбардировка лавовых потоков с самолета. Это преследует определенную цель. Охлаждаясь, лавовый поток создает заградительные валы и течет в желобе, сохраняя температуру и скорость. Когда же удается эти валы прорвать, лава разливается по большей площади поверхности, скорость ее течения замедляется и движение потока приостанавливается
2) Отвод лавовых потоков с помощью искусственных желобов.
3) Возведение предохранительных дамб для отвода лавовых потоков.
4) Охлаждение поверхности лавы водой.
Гигантская сила вулканического взрыва разрывает лаву и горные породы на мельчайшие частицы, которые в совокупности называют тефрой. Тефра разрушает дома, погребает жителей в развалинах, душит и отравляет своими газами, уничтожает растительность, губит домашних животных. Значительно больший ущерб, чем крупные частицы наносит пепел.
Меры защиты от поражающего действия тефры:
— использование масок, респираторов, противогазов;
— постоянная очистка крыш от пепла, стряхивание пепла с деревьев;
— защита резервуаров с питьевой водой.
Обязательная эвакуация спорна. Пока не наступит подходящий момент, лучше оставаться в укрытии. Во время самого извержения эвакуация невозможна, так как отсутствует видимость.
После извержения необходимо убрать с территории грубые обломки. Пепел постепенно смоют дожди.
Защититься от грязевых потоков нелегко. Они движутся быстро, на эвакуацию не остается времени. От слабых грязевых потоков можно защититься дамбами или сооружением желобов. В некоторых индонезийских селениях у подножия вулкана насыпают искусственные холмы. При серьезной опасности жители выбегают на бугор и таким образом могут ее избежать.
Смесь раскаленных газов и выбрасываемых частиц называют палящей вулканической тучей. Из всех вулканических процессов это наиболее опасный, и на его совести лежит самое большое количество жертв. Наилучшую защиту от палящих туч представляет эвакуация. Особо опасные в этом отношении вулканы должны находиться под постоянным вниманием исследователей. Особое подозрение вызывают те вулканы, что пробуждаются после длительного периода покоя.
Водяные пары являются обязательным компонентом всех вулканических газов. То, что эти газы имеют запах, обусловлено примесями серных окислов, сероводорода, хлористоводородной и фтористоводородной кислот, находящихся в газообразном состоянии. Вездесущими являются углекислый и угарный газы. Все они в больших концентрациях смертельно опасны для человека. Наилучшей защитой от газов, безусловно, является противогаз. При его отсутствии целесообразно применять маски, марлевые повязки, смоченные водой. Насаждения от действия вулканических газов могут быть защищены умеренной посыпкой известью.
Однако наилучшим способом защиты от вулканических извержений остается предупреждение: не заселять опасные территории или проводить эвакуацию из опасных мест при первых признаках извержения.
За много веков человечество выработало достаточно стройную систему мер защиты от стихийных бедствий, осуществление которой в различных районах мира могло бы значительно снизить число человеческих жертв и величину материального ущерба. Но до сегодняшнего дня мы, к сожалению, можем говорить только об отдельных примерах успешного противостояния стихиям.
Тем не менее, целесообразно еще раз перечислить главные принципы защиты от стихийных бедствий и компенсации их последствий.
Необходимо четкое и своевременное прогнозирование времени, места и интенсивности стихийного бедствия. Это дает возможность своевременно оповестить население об ожидаемом ударе стихии.
Правильно понятое предупреждение позволяет людям подготовиться к опасному явлению путем либо временной эвакуации, либо строительства защитных инженерных сооружений, либо укрепления собственных домов, помещений для скота и т.д.
Должен быть учтен опыт прошлого, и его тяжелые уроки должны быть доведены до сведения населения с разъяснением, что подобное бедствие может повториться.
В некоторых странах государство скупает земли в ареалах возможных стихийных бедствий и организует субсидируемые переезды из опасных зон.
Важное значение для снижения убытков в результате стихийных бедствий имеет страхование. Важная роль в предотвращении ущерба от стихийных бедствий принадлежит инженерно-географическому районированию зон возможного стихийного бедствия, а также разработке строительных норм и правил, которые строго регламентируют тип и характер строительства. В различных странах разработано достаточно гибкое законодательство о хозяйственной деятельности в зонах стихийных бедствий.
Если стихийное бедствие произошло в населенном районе и население не было заранее эвакуировано, производятся аварийно-спасательные, а затем ремонтно-восстановительные работы.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА О ВУЛКАНАХ:
1. Владимиров В.А., Воробьев Ю.Л., Осипов В.И.. Природные опасности и общество. Издательская фирма «Крук». 2002 г.
2. Дворжак Й. Земля, люди, катастрофы. Киев, 1989 г.
3. Купас З.Н. Природные катастрофы. Москва, 1986 г.
4. Алексеев Н.А. Стихийные явления в природе. М.: Мысль, 1988.
5. Куликов Г.Б. Безопасность жизнедеятельности. Учебник. — М.; Мир книги, 1998.
6. Латчук В.Н., Марков В.В. и др. Основы безопасности жизнедеятельности. Методическое пособие, 5-11 классы. — М.; Дрофа, 2000.
Рекомендуемые для просмотра видеофильмы:
«Ярости природы», «Огненные горы»
Контрольные вопросы для самостоятельной работы:
Какое явление наиболее опасно и непредсказуемо при извержении вулкана?
Каким способом можно спасти людей при извержении вулкана?
Как можно уменьшить воздействие лавовых потоков?
Порядок действий населения при объявлении угрозы извержения вулканов.
Дата добавления: 2016-05-16 ; просмотров: 18701 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
