С.М. Говорушко

ОПАСНЫЕ ПРИРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ НА КАМЧАТКЕ

Ледники

Землетрясения

Цунами

Извержения вулканов

Туманы

Гололедно-изморозевые явления

Сильные ветры и морские штормы

Снегопады и связанные с ними снеговые нагрузки и снегоотложения

Снег – «твердые атмосферные осадки, выпадающие из облаков в виде снежинок …» (Географический энциклопедический словарь, 1988, с. 281). Основные факторы влияния на производственную деятельность – теплоизоляционное воздействие, снижение видимости, нагрузка на сооружения вследствие тяжести снега, перекрывание толщей отложений и т.д.

Снег влияет на многие объекты и виды человеческой деятельности: 1) растениеводство; 2) животноводство; 3) транспорт; 4) промышленная и гражданская застройка; 5) лесное хозяйство; 6) рекреационная деятельность; 7) линии электропередачи; 8) энергетика; 9) водоснабжение.

Влияние снега на растениеводство чрезвычайно велико. Оно может быть как положительным, так и отрицательным, итог зависит, главным образом, от количества осадков и сроков их выпадения. Основными факторами, обусловливающими влияние, являются теплоизоляционные свойства снега, его влагосодержание, способность к вымыванию из атмосферы различных веществ, снеговые нагрузки и т. д.

Теплоизоляционные свойства снега являются определяющим фактором развития озимого земледелия, поскольку снег предохраняет всходы от вымерзания, аналогичным является и влияние на корневую систему многолетних трав, плодовых и ягодных культур. Выпадение слишком обильного снега, особенно если он отлагается на недостаточно охлажденную землю, приводит к выпреванию посевов. В таких условиях растения быстрее расходуют запас сахара на дыхание, ослабляются и подвергаются грибковым заболеваниям. В свою очередь, при температурах на глубине 3 см ниже -15^°С, что во многом является следствием малоснежья, происходит вымерзание озимых.

Чрезвычайно важной является роль снега в обеспечении растений влагой. В то же время чрезмерное количество снега может привести к значительному увеличению влажности почв и стока, подпруживанию талых вод в дренажных канавах накопившимся там снегом. Застой талой воды на полях приводит к вымоканию растений. Если затопление длится более 20 дней, а температура воды повышается до 5^°С, это приводит у гибели озимых культур (Чирков, 1988).

Поскольку к обработке почвы приступают лишь после таяния снега и просыхания поверхностных горизонтов, повышенные зимние осадки нередко приводят к задержке сева. Опоздание с севом особенно неблагоприятно для областей с коротким вегетационным периодом. В ряде случаев негативным фактором влияния на растения являются снеговые нагрузки. Они приводят к гибели плодовых деревьев и плантаций под тяжестью снега. Влияние на животноводство в основном обусловлено затруднением доступа скота к кормам.

Снег имеет большое значение для эксплуатации различных видов транспорта, прежде всего автомобильного. Снегопады вызывают задержки в движении поездов. Еще одна проблема для железнодорожного транспорта, обусловленная снегом, – дистанционное переключение стрелок. Стандартные стрелочные переводы прекращают работать, когда между движущимися и неподвижными элементами попадает и уплотняется снег, что регулярно происходит при переключении стрелок. Ухудшение видимости, связанное со снегопадами, создает проблемы для эксплуатации всех видов транспорта, кроме трубопроводного (рис. и табл. ниже).

Карта возможности возникновения чрезвычайных ситуаций,

обусловленных сильными снегопадами (Атлас …, 2007)

Чрезвычайные ситуации, обусловленные сильными снегопадами (Атлас …, 2007)

Дата	Уровень ЧС	Ущерб
25.12.1996	Муниципальный	Прекращение движения автотранспорта на ряде дорог вследствие заносов.
05.03.1999	Региональный	Прекращение движения на автодорогах в Елизовском, Усть-Большерецком и Мильковском районах. Была затруднена доставка продовольствия и медикаментов в 7 населенных пунктов края.

Негативное влияние на промышленную и гражданскую застройку в большей степени обусловлено снеговыми нагрузками, при этом основная проблема связана с обрушением крыш. Влияние на лесное хозяйство обусловлено, главным образом, снеговыми нагрузками.

Снег весьма важен для некоторых видов рекреационной деятельности. Например, горнолыжный, санный и лыжный спорт без него невозможны. Снег широко используется для создания снежно-ледовых скульптур. В то же время снег нередко осложняет ее. Наличие снежного покрова сильно повышает освещенность. Это обусловлено тем, что вследствие отражения как прямой, так и рассеянной радиации от снежного покрова происходит ее вторичное рассеивание. Сильное отражение и рассеивание света в заснеженных горах могут привести к временной слепоте у альпинистов, горнолыжников и т. д. (Хромов, Петросянц, 2001).

Воздействие на линии электропередачи связано со снеговыми нагрузками, что нередко приводит к обрыву проводов и падению опор. Влияние на энергетику обусловлено двумя факторами. Первый связан с тем, что накопившиеся зимой массы снега в теплое время превращаются в воду, необходимую, прежде всего, для гидроэнергетики. Значимость второго фактора связана с использованием ресурсов холода, что находит применение в системах охлаждения тепловых и атомных электростанций, а также на предприятиях пищевой, химической и других видов промышленности, для охлаждения газа в магистральных газопроводах, кондиционирования воздуха и т. д. (Атлас …, т. II, кн. 2).

Велико значение снега и для водоснабжения. Помимо его важной роли как составляющей водного баланса немаловажным является качественный состав образующейся воды. Талые воды, как правило, имеют низкую минерализацию и незначительное содержание биотических компонентов. Кроме этого существует предположение об их особой стимулирующей биологической роли.

Значительным снегопадам наиболее подвержены восточные районы края, особенно юго-восточное побережье и континентальные районы (Кириченко, Коваль, 2009). Очень многоснежной была зима 1946-1947 гг. На некоторых, открытых ветрам участках шоссейной дороги близ г. Петропавловска-Камчатского телефонная линия была засыпана таким мощным слоем снега, что приходилось удлинять столбы и снова укреплять провода (Лагунов, 1948).

Снеговая нагрузка – это вес снежного покрова на единицу площади, обычно измеряемый в кг/м². Это чрезвычайно важный показатель, определяющий риски для строительных объектов (прежде всего, с точки зрения сохранности кровельных систем). Снеговая нагрузка определяется для горизонтальных поверхностей. В зависимости от наклона ската кровли используются поправочные коэффициенты (http://www.gidroteck.ru/files/pdf/snegovaya-nagruzka_gidroteck.pdf )

Для Камчатского края в целом характерны наиболее высокие в стране снеговые нагрузки. Для отдельных районов (прежде всего в юго-восточной части края) они могут превышать тонну на квадратный метр. Необходимо также принимать в расчет, что в горах вследствие переноса снега ветром эти нагрузки распространяются очень неравномерно. В конкретном месте они могут оказаться как значительно выше, так и существенно ниже, показанных на карте (Атлас …, 2007).

Рис. Распределение уровней опасности и объемов снегоотложений

на территории Камчатского края, (Атлас …, 2007)

Очень важен суточный прирост снега, который в Камчатском крае также очень велик. На западе края он составляет до 40 кг/м2, в центральной части 60-80 кг/м2, а в юго-восточной части еще больше. Например, на метеостанции Начики зарегистрирован случай, когда за сутки выпало 115 кг/м2 (Научно-прикладной справочник по климату СССР, 2001).

Под снегоотложениями понимают снежные заносы, обусловленные метелевым переносом снега. Они значительно осложняют жизнедеятельность населения, эксплуатацию промышленных объектов (особенно открытых горных разработок) и транспортные коммуникации. Опасность снежных заносов в Камчатском крае в основном связана с приходом южных циклонов зимой. По этому показателю Камчатский край относится к регионам с очень высоким уровнем опасности, хотя она в его пределах распространена очень неравномерно. На юго-восточном побережье среднемноголетний объем снегоотложений может превышать 1000 кубических метров на погонный метр, в то время как на северо-востоке края он составляет лишь 50-100 куб.м/пог. м (Атлас …, 2007).

Лавины – «быстрый сход со склонов под действием силы тяжести потерявшего устойчивость и разрушающегося снежного покрова» (Лосев, 1991, с. 6). Факторами воздействия являются давление снега, снежно-пылевого облака и воздушной волны, движущихся впереди лавины, на сооружения, перекрывание слоем снега, заваливание камнями и корнями деревьев.

На территории бывшего Корякского автономного округа лавиноопасные районы характерны для Ичигемского, Пенжинского, Ветвейского и северной части Срединного хребта. Максимальная густота лавинных очагов отмечается в районе Ветвейского хребта (более 5 очагов на 1 км дна долины). В остальных районах она не превышает 2-3 очагов (Атлас …, 2007).

Карта общей лавинной опасности (Кириченко, 2009)

На территории бывшей Камчатской области лавиноопасными являются 274 тыс. км2 (Шайхутдинов, 2012). По сравнению с территорией бывшего КАО сеть лавинных очагов здесь более густая. В среднем она составляет около пяти, достигая иногда 10-12 очагов на 1 км дна долины. Площадь лавиносборов в целом невелика: 39% имеют площадь до 10 га, 24% - от 10 до 20 га, 15% - от 20 до 50 га, 13% - от 50 до 100 га. Самые крупные очаги (до 250 га) характерны для бассейна р. Озерная Камчатка на высотах 1000-1500 м над уровнем моря (Атлас …, 2007).

В целом на Камчатке преобладают лавины средних объемов от 30 до 250 тыс. м3, в бассейнах рек Озерная Камчатка, Кашкан, Авача, Паратунка, Вилюча, Жировая самые крупные лавины достигают 1 млн м3, а на склонах некоторых вулканов их величина еще больше (Шайхутдинов, 2012).

Продолжительность лавиноопасного периода практически соответствует продолжительности залегания снежного покрова – в поясе 1000-1500 м лавины сходят с октября по май (до 250 дней) и в высотном поясе 500-1000 м с декабря по апрель (около 150 дней). Доминируют лавины снегопадов при сильных штормовых ветрах (около 60%) и лавины снеготаяния (около 25%). Чаще лавины сходят во время метелей и в первые 30-35 часов затишья. Обычно сход таких лавин происходит в ноябре-декабре, реже – в феврале-марте. В апреле преобладают лавины снеготаяния. Среднегодовое число лавиноопасных дней составляет 20 – 30, максимальное – 45, минимальное – около 10 дней (http://www.geogr.msu.ru/avalanche/regions/kam/kam.doc/Kam.htm?sphrase_id=986 ).

Максимальная повторяемость лавин (более 10 из одного лавиносбора в 10 лет и до 3-4 лавин в год) отмечается в районе высочайших вершин Срединного и Восточного хребтов, а также вулканов Кроноцкий и Мутновский. В юго-западной части Срединного хребта за десятилетие сходит от 1 до 10 лавин. В лавиносборах на остальной части полуострова сходит в среднем менее 1 лавины в 10 лет. Число дней с лавинами за сезон (повторяемость лавиноопасных ситуаций) связано в первую очередь с интенсивностью и продолжительностью метелей, определяемых в свою очередь циклонической активностью в регионе.

Основные показатели, характеризующие опасность лавины, это объем переносимого снега, скорость движения и величина давления на неподвижную преграду. Максимальный объем лавин на земном шаре составляет 5-6 млн м3 (Природно-антропогенные процессы …, 2004), скорость перемещения достигает 125 м/с (Динамика …, 1985), рекордная величина давления, зафиксированная в Японии, – 300 т/м2 (Стуков, 2002).

На Камчатке самые крупные лавины сходят со склонов вулканов Вилючинский, Козельский, Корякский, Ааг и вулканов Ключевской группы. Они имеют длину пробега от 3 до 6,5 км, зону отложения лавинного снега от 1,0 до 2,5 км2, перепад высоты 1000-2500 м и объемы до 1,5-3,0 млн м3. Например, лавина, сошедшая с вулкана Козельский 28 января 1997 г, имела объем 3,0 млн. м3 и длину пробега 6,5 км. Максимальная скорость – 50 м/с была зафиксирована у лавины, сошедшей на влк. Вилючинский 22 января1998 г., а рекордная сила удара-давления лавины на сооружения (недостроенный лавинорез) – 50 т/м2 (Шайхутдинов, 2012).

Лавины приводят к человеческой смертности, также они влияют на различные виды транспорта, ЛЭП, телефонные линии, гидроэнергетику, растениеводство, пастбищное животноводство и т.д.

В Камчатском крае лавинная опасность угрожает 20 тыс. человек (Цаликов и др., 2009). Случаи гибели людей вследствие лавин довольно многочисленны. Например, в 1947-1948 гг. зарегистрированы факты разрушения лавинами рыболовецких баз (артелей) в устье реки Жировая, при этом погибли более 50 человек. 10 апреля 2010 г. в районе перевала Дукук (Срединный хребет) в результате схода лавины объёмом около 300 тыс. м3 погибла группа сноубордистов и членов экипажа вертолета МИ-8 МТВ, доставившего их туда. Данная лавина унесла жизни 10 человек, при этом вертолет был полностью разрушен (Шайхутдинов, 2012).

Не следует думать, что опасность лавин характерна только для удаленных горных районов. Значительная лавинная деятельность отмечается в краевом центре, в г. Петропавловск-Камчатский, на территории которого находится более 90 лавиносборов (Цаликов и др., 2009). Противолавинной службой практически ежегодно здесь регистрируется от 5 до 15 лавин, однако, нередки случаи их массового схода. Например, 24 января 1988 г. в городе сошли 33 лавины суммарным объемом 330 тыс. м3, объемы 10-ти из них составляли от 30 до 42 тыс. м3, максимальный – 70 тыс. м3. Были разрушены частные жилые дома на ул. Советская и Портовская. Известны и смертельные случаи. Например, в феврале 1969 г. после недельной пурги с северо-западного склона сопки Мишенная в сторону микрорайона «Сероглазка» сошла лавина объёмом 35 тыс. м3. По ходу движения она разрушила 10 частных домов. Погибли 16 человек, 12 были ранены (Шайхутдинов, 2012).

В зоне действия лавин находятся различные объекты в Мильковском, Елизовском, Соболевском, Усть-Большерецком, Усть-Камчатском и других районах полуострова (http://www.geogr.msu.ru/avalanche/regions/kam/kam.doc/Kam.htm?sphrase_id=986 ).

За 28 лет наблюдений противолавинной службой в экономически освоенных районах Камчатки зафиксировано более 4500 лавин, в 147 случаях они нанесли материальный ущерб. Например, в долине р. Паратунка, в 1994, 1999 и 2005 годах лавинами были разрушены шесть опор ВЛ 220кВ от Мутновской ГеоЭС до электроподстанции «Авача». Лавинами регулярно перекрываются участки автодорог Елизово – Усть-Большерецк, Мутновская ГеоЭС – Елизово. Осложняется работа Агинского ГОКа, разрабатывающего золоторудное месторождение. Создаются проблемы при эксплуатации кобальт-медно-никелевого месторождения Шануч, золотосеребряных месторождений: Асачинско-Родникового, Бараньевского, Сухарики, Порожистого, Быстринского. Общее число погибших людей под лавинами на 2010 г. составило 167 человек (Шайхутдинов, 2012).