CC BY
9УДК 551.4
Палieнко В. П., Спиця Р. О.
Проблеми досл'дження геоморфолог'чних та геoдинaмiчниx небезпек та pu3UKie
1нститут геофафи HAH Уфа'ши, м. Кив
e-mail: [email protected], [email protected]
Анота^я. Проаналiзовано сучасн п/^оди до визначення геоморфологiчниx i геодинамiчниx ризикв та небезпек та наведено ïx тип1'зац'ю. Досл1'джено систему чинникв, що викоритовуються для оценки р1вня геоморфологiчниx та геодинамiчниx небезпек i ризикв на територП' Украни. Обфунтовано доцшьнють видшення район1в з р1'зним ступенем геоморфологiчного та геодинамiчного ризику.
Ключовi слова: геоморфолог1'чна небезпека, геоморфолог1'чний ризик, геодинамiчна небезпека, геодинам1'чний ризик, стшкють рельефу.
В останш деcятилiття ХХ та на початку ХХ1 ст. у cвiтi зpоcла ктькють небезпечних пpиpодних пpоцеciв та техногенних катаофоф. На^щком цих пpоцеciв е не ттьки економ1чн1 збитки, але i люд^к жеpтви. Необхщнють ефективного pозв'язання пpоблем, як1 виникають у зв'язку з цим, обумовила пщвищення iнтеpеcy до визначення «небезпек» i <физик1в», виявлення оcобливоcтей Тх пpоявy у пpоcтоpi та чаci та обфунтування заход1в щодо Тх попеpедження [1-8 та ш.].
Доcлiдження пpоблем небезпек i pизикiв мае давню jamp^, однак Тх cиcтематичне наукове опpацювання почалоcя з cеpедини 80-х pокiв минулого cтолiття. Активний pозвиток до^щжень з пpоблем небезпек i pизикiв заcвiдчив, що це е одним з важливих наукових напpямкiв початку ХХ1 cт., який пов'язаний з необхщнютю наукового обфунтування виконання мiжнаpодних угод (eвpопейcька i Сеpедземномоpcька угоди пpо кpyпнi катаcтpофи), пpогpам i офатегш (Miжнаpодна cтpатегiя ООН щодо зниження стих1йних лих, Кiотcька pамкова пpогpама д1й на 2005-2015 pоки: «Ствоpення потенц1алу пpотидiï лихам на piвнi деpжав та гpомад») тощо.
Заpаз пpи опpацюваннi загальних пpоблем небезпек i pизикiв шиpокий вживаютьcя поняття «катаофофа», «физик», «небезпека», «надзвичайна cитyацiя», «стихшне лихо», «стшкють», як1 мають чиcленнi визначення та часто викоpиcтовyютьcя як cинонiми. Якщо небезпека pозглядаeтьcя найчаcтiше як ймовipнicть настання т1еТ чи шшоТ поди, що матиме негативн наcлiдки, то pизик оцiнюeтьcя в одиницях ваpтоcтi або ф1зичних одиницях щодо cпpичинених негативних наелщмв пpи Тх пpогнозi. Розpiзняють пpямий i непpямий, економ1чний, здц1альний, еколог1чний, об'ектний, локальний, pегiональний, диcкpетний, безпеpеpвний та 1н. pизики.
Сукупнють метод1в, що дозволяють аpгyментовано виявити можлив1 небезпеки, оц1нити pизик, виpобити cиcтемy pекомендацiй i методик yпpавлiння та зниження наcлiдкiв будь-яких небезпечних пpоцеciв i явищ, являють ^бою iнcтpyментаpiй pизик-аналiзy. У загальному вигляд1 cхема pизик-анал1зу включае: визначення фактоpiв pизикy; виявлення джеpел pизикy; вибip метод1в оц1нки pизикy; побудову пpогнозiв подальшого pозвиткy пpоцеciв тв cтвоpення Тх cценаpiïв; pозpобкy pекомендацiй щодо зниження pизикiв, запоб1гання негативних наелщюв, обгpyнтyвання монiтоpингy за небезпечними об'ектами i явищами.
Слщ зазначити, що пpи опpацюваннi пpоблем, пов'язаних з необхщнютю визначення конфетних чинник1в, джеpел небезпек i pизикiв виникае багато питань, як1 потpебyють глибокого та науково обфунтованого вивчення умов Тх виникнення, зв'язк1в м1ж компонентами пpиpодно-антpопогенних геоcиcтем, виявлення фактоpiв Т'х зм1н, як1 пpизводять до негативних наcлiдкiв.
Сеpед головних чинник1в виникнення небезпечних наcлiдкiв у геолого-геомоpфологiчномy cеpедовищi пpи його антpопогенномy оcвоeннi ^щ назвати геомоpфодинамiчнi та геодинам1чн1. Саме з ними пов'язана значна частина питань, пов'язаних з необхщнютю обфунтування pацiональноï пpоcтоpовоï оpганiзацiï гоcподаpcьких об'ект1в в умовах п1двищеного piвня геомоpфологiчноï небезпеки; виявлення пpичинно-наcлiдкових зв'язк1в пpи зм1нах функц1онування або деcтpyкцiï пpиpодно-антpопогенних геоcиcтем; визначення пpовiдних деcтабiлiзyючих чинник1в та кpитеpiïв оц1нки cтiйкоcтi цих геоcиcтем; опpацювання питань пеpiодичноcтi небезпек i пpогнозyвання ймовipноcтi Т'х повтоpюваноcтi та iнтенcивноcтi у пpоcтоpi й чаа.
Геомоpфологiчна небезпека pозглядаeтьcя як зафозливий cтан у cиcтемi фельеф-pельeфоyтвоpювальнi пpоцеcи", який виникае вна^щок зм1н cтiйкоcтi геомоpфоcиcтем у зв'язку з cyттeвими зм1нами у pежимах пpиpодних pельeфоyтвоpювальних пpоцеciв або змшами у взаемоди' названих геомоpфоcиcтем з cоцiально-економiчною cиcтемою [3,9]
Геомоpфологiчний pизик визначаeтьcя як вipогiднicть наcтання небажаноТ' геомоpфологiчноï под1Т й можливих матеpiальних втpат у зв'язку з поpyшеннями динам1чноТ' piвноваги геомоpфоcиcтеми чи ïï окpемих чаcтин, що зумовлен1 небезпечними (катаcтpофiчними) для людини або гоcподаpcьких об'ект1в пpоцеcами.
В геоморфологи розрiзняють 4 типи ризиш: природний, антропогенний, додатковий та прийнятний [8]. Природний ризик зростае до максимуму в районах пщвищеноТ' сейсмiчностi, в зонах активних розломiв, в областях неотектошчноТ' (тектошчноТ) активностi, вивержень вулкашв, активiзацiТ екзогенних процесiв. Антропогенний ризик максимальний в районах концентрацш великих промислових пщприемств, де, крiм iнших, можливi природно-антропогеннi катастрофи на зразок наведених землетруав, викликаних порушенням рiвноваги в надрах внаслiдок видобування корисних копалин. Додатковий ризик пов'язаний з каскадним розвитком катастрофiчних явищ, коли одна катастрофа провокуе iншi стихшш лиха чи аварiТ на промислових об'ектах, транспортi. Прийнятний ризик розумшть як ймовiрнiсть виникнення подш, негативнi наслiдки яких незначнi в порiвняннi з очiкуваною вигодою. Вш оцiнюеться за результатами комплексного аналiзу рiвнiв природного, антропогенного i додаткового ризику та враховуеться при обфунтуваны засад безпечного проживання населення в умовах середовища, що змшюеться, розробц контрзаходiв щодо катастрофiчних явищ, обфунтуванш рацiонального розмiщення господарських об'ектiв та ш.
При дослiдженнi геоморфологiчних небезпек особлива увага надаеться оцшц стшкосп рельефу в рiзних геоморфодинамiчних умовах. За нашими даними на територп УкраТни залежно вiд ступеню трансформаци (деструкци) досучасного рельефу видiляються: дуже динамiчно нестiйкий рельеф з високим енергетичним потен^алом, високою активнiстю лiтодинамiчних потокiв, частим проявом катастрофiчних екзогенних рельефоутворювальних процесiв, максимальними показниками потужност екзогенно активного шару (денудацiйно-тектонiчний та структурно-денудацшний рельеф) у межах орогешв); динамiчно нестiйкий рельеф з високою активнютю небезпечних екзогенних рельефоутворювальних процеав, високими показниками потужностi екзогенно активного шару, домшуванням деструктивних екзогенних процеав над акумулятивними (структурно-денудацшний рельеф, денудацшний рельеф у межах рiвнинно-платформних морфоструктур); умовно нестшкий рельеф з достатньо високим енергетичним потен^алом. Вiдносно менш значним поширенням й меншою активнютю деструктивних екзогенних процеав (пластово-денудацшний рельеф рiвнин i горбогiр'Тв у межах рiвнинно-платформних морфоструктур); умовно стiйкий рельеф, що характеризуеться високим ступенем збереженост морфолопчноТ структури, переважанням акумулятивних екзогенних процеав (пластово-акумулятивний рельеф ту межах рiвнинно-платформних морфоструктур).
Геодинамiчна небезпека найчаспше визначаеться як величина негативних впливiв сучасних тектонiчних процесiв на певнш територiТ i ймовiрнiсть Тх проявiв в очiкуваний час [6]. Для оцшювання геодинамiчноТ небезпеки широко залучають геофiзичнi данi загального, детального та мiкрорайонування, середньострокового та короткострокового прогнозу щодо прояву швидких сучасних рухiв (сейсмiчностi), а також геодезичн данi щодо повiльних сучасних тектошчних рухiв земноТ кори, якi найчаспше характеризуються показниками швидкостей та середшх градiентiв швидкостей рухiв. Вiдносно менш широко залучаються геолого-геоморфолопчш методи оцшювання динамiчного стану середовища, що зазнае активного антропогенного освоення, хоча дат, отриман внаслщок такого цiлеспрямованого вивчення мають винятково важливе значення для здшснення просторово-часових екстраполяцiй кiлькiсних геофiзичних i геодезичних показникiв, обгрунтуування та штерпретацп трендiв розвитку тектонiчних структур.
Важливим аспектом при оцiнюваннi геодинамiчноТ небезпеки та ризикiв е врахування ступеню вразливост територiТ до небезпечних проявiв сучасних тектонiчних процесiв, як можуть призвести до катастрофiчних наслщш. Велике значення у цьому контекст мае врахування успадкованостi на сучасному етап геоморфодинамiчних i неогеодинамiчних подш, як мали мiсце на етапах, що передували сучасному в межах морфоструктур рiзних титв.
Головною метою спецiалiзованих геодинамiчних дослiджень е проблемно орiентоване вивчення ендогенних i пов'язаних з ними активiзацiй екзогенних процеав впродовж неотектошчного етапу, особливо на останшх його стадiях (зокрема в антропоген та на сучасному етапО; виявлення неотектонiчних i структурно-геоморфологiчних чинниш, критерiТв, показникiв для оцiнки сучасного та геодинамiчного ризику; розробка конструктивних рекомендацш щодо його врахування [4,6].
Досягнення визначеноТ мети здiйснюеться через вивчення просторово-часових закономiрностей неогеодинамiки площових та лшшних морфоструктур, з урахуванням взаемообумовленост процесiв, яка виявляеться за допомогою ретроспективного поетапного морфоструктурно-неотектошчного аналiзу. Враховуючи необхiднiсть забезпечення високоТ достовiрностi результатiв та аргументованостi висновкiв, фактолопчна база при опрацюваннi проблеми сучасного та неогеодинамiчного ризику мае включати дат щодо будови та розвитку рельефу, формування тзньокайнозойських вiдкладiв, поширення еколопчно значущих геодинамiчних процесiв, активних розломних зон тощо.
Ендогенш процеси розглядають у якосп чинникiв, що визначають безпосередньо або опосередковано ймовiрнiсть виникнення критичних ситуацш, якi можуть вплинути на дестаб^зацш тектонiчних структур, зокрема в районах розташування об'ек^в пщвищеного екологiчного ризику [5].
Серед головних завдань у зв'язку з вир^енням проблем геодинамiчного ризику видтяються: об^рунтування геодинамiчного районування територiТ з урахуванням неотектошчних i сучасних швидких та повтьних тектонiчних рухiв земноТ кори в межах площових структур, закономiрностей
розташування неотектошчно активних розломiв та вузлiв ïx перетину, дiлянок та зон з високими градieнтами швидкостей вертикальних та горизонтальних pyxiB земноТ кори тощо. Необхщним також е врахування взаемообумовленост рiзниx процесiв, що виявляеться за допомогою поеднаного аналiзу морфоструктури, неотектонiки та сучасноТ' геодинамiки, спрямованого на виявлення ознак, критерив небезпечних геодинамiчниx процесiв, xронологiï ïx прояву та ареалiв впливу.
Важливими напрямками дослщжень для забезпечення вирiшення проблем неогеодинaмiчноï небезпеки е послiдовний, поетапний ретроспективний морфоструктурно-неотектошчний аналiз з особливо детальним дослщженням ендодинамiчниx пiзньоплейстоценовиx, голоценових, юторичних та сучасних подiй. На особливу увагу заслуговують дослiдження, спрямоваш на виявлення просторово-часових закономiрностей неотектошчних активiзацiй, регiональниx та субрегiональниx площових i лiнiйниx тектонiчниx структур, синергетики ендогенних, екзогенних та техногенних процеав, оцшку дестаб^зуючих чинникiв [6]. З ^ею метою виконують дослiдження на регюнальному, субрегiональному, локальному рiвняx.
Регюнальний аналiз морфоструктурно-неотектонiчниx умов здiйснюеться з метою виявлення загальних закономiрностей неогеодинамки крупних морфоструктур, якi можуть вплинути на хщ сейсмiчниx явищ, пов'язаних з вщдаленими епiцентрами землетрусiв. Субрегюнальний аналiз спрямований на виявлення диференцшованосп кiлькiсниx показникiв неотектонiчноï активностi структур для отримання шформаци про розташування дтянок з рiзним режимом неотектошчних руxiв (коливальнi, переривчастi, успадкованi та ш.), особливо в антропогенi; виявлення структур, в межах яких ймовiрним е прояв сейсмiчниx явищ вщ вiддалениx та мiсцевиx землетрусiв. Локальний (об'ектний) аналiз виконуеться з метою детального вивчення неотектошчних деформацш в межах локальних морфоструктур безпосередньо в район розташування об'ектв, де можуть виникнути явища, процеси або поди, як вплинуть на безпеку ïx функцюнування. Метою таких дослщженя е оцшка неотектонiчноï активностi розломiв вах рaнгiв, особливо у пiзньому плейстоцеш, голоценi та на сучасному етат; виявлення здогадних неотектонiчно активних розломiв, в тому числi за комплексом геолого-геоморфолопчних ознак.
Виконання регiонaльниx, субрепональних та локальних дослiджень здiйснюеться з використанням морфоструктурно-неотектошчноТ Г1С, яка дозволяе аргументовано видтяти неотектонiчно aктивнi розломш зони, що е потенцiйно небезпечними з точки зору прояву крипових та iмпульсниx сучасних тектошчних руxiв земноТ кори, а також aктивiзaцiï небезпечних екзогенних геолопчних процесiв.
При оцшц сучасноТ геодинaмiчноï небезпеки в першу чергу враховуються сейсмогенеруючi розломи, трансрепональш розломнi зони з геолого-геоморфолопчними ознаками прояву контрастних односпрямованих вертикальних та горизонтальних руxiв земноТ кори; трансрепональш розломш зони з ознаками знакозмшних неотектошчних руxiв; морфоструктурно-неотектонiчнi вузли з проявами iмпульсниx сучасних руxiв та сейсмiчниx деформaцiй, з ознаками складно!' просторовоТ' диференцiaцiï молодих (шзньоплейстоцен-голоценових) та повiльниx сучасних руxiв земноТ кори та ш.
При опрацюванш aспектiв безпечного функцiонувaння об'ектiв шдвищеноТ' врaзливостi, наприклад АЕС, важливим е визначення граничних критерiaльниx пaрaметрiв неотектошчно активних структур, зокрема розломiв. Для ранжування таких структур за ознаками геодинaмiчноï небезпеки використовуються iнтегрaльнi експертш оцiнки, що розраховуються iз суми нелшшних функцiй окремих чинникiв (критерив). 1з залученням кiлькiсниx геодинaмiчниx показникв та якiсниx характеристик геолого-геоморфологiчного середовища в мюцях розташування АЕС УкраТ'ни нами обфунтовано доцiльнiсть видiлення райошв з рiзним ступенем геоморфодинaмiчного та геодинaмiчного ризику [4-6,10,11].
Дуже високим геодинaмiчним ризиком характеризуються райони iз сейсмiчнiстю 7-8 бaлiв, високою щтьнютю активних розломiв, вздовж яких вщзначаються прояви iмпульсниx i крипово-iмпульсниx сучасних вертикальних i горизонтальних руxiв земноТ кори, з швидкостями повiльниx сучасних пщнять
4-5 i бiльше мм/рк, нaявнiстю дiлянок з аномальним пщвищенням покaзникiв середнix грaдiентiв швидкостей неотектошчних i сучасних руxiв. Характерною е значна за штенсивнютю aктивiзaцiя деклькох рiзновидiв небезпечних процесiв екзогенного походження, в тому чи^ кaтaстрофiчниx, що виявляють тюний зв'язок iз геодинaмiчно активними тектонiчними структурами.
До райошв з високим геодинaмiчним ризиком належать територи з проявом стiйкиx односпрямованих повтьних сучасних руxiв земноТ кори iз швидкостями до 4 мм/рк i сейсмiчнiстю
5-6 бaлiв, менш значною, шж у попередньому випадку тектошчною роздробленiстю територiï, проявом криповочмпульсних й iмпульсниx сучасних тектонiчниx руxiв уздовж активних розломiв, aктивiзaцiею екзогенних процеав у межах морфоструктур рiзниx тишв.
До територiй iз середшм рiвнем геодинaмiчного ризику вiднесено так, де поряд iз сейсмiчнiстю 4-5 бaлiв простежуються aктивнi розломи, що розвиваються переважно в криповому режимк Швидкосп сучасних знaкозмiнниx тектонiчниx руxiв становлять 2-3 мм/рiк, екзогеннi процеси мають обмежений за площею негативний вплив на навколишне середовище.
Слабкий геодинaмiчний ризик притаманний для вщносно спокйних у сейсмiчному вiдношеннi райошв (4-5 бaлiв), що характеризуються слабким проявом небезпечних екзогенних процеав.
З урахуванням сучасних тектожчних pyxiB земноТ' кори, спiввiдношення деструктивних i конструктивних екзогенних процеав на територп УкраТ'ни видiляються три головних типи геоморфолопчних режимiв та 31 тип геоморфолопчних обстановок, для яких характернi певн поеднання небезпечних процесiв [11]. Сучасн природнi небезпечнi геоморфологiчнi та геодинамiчнi процеси найчастiше проявляються на територiях, де переважають деструктивнi екзогеннi процеси в умовах прояву активних сучасних пщнять i пщвищеноТ' сейсмiчностi.
Менш ураженi небезпечними процесами обох груп територп, для яких характерним е прояв диференцшованих за активнiстю деструктивних i конструктивних екзогенних процеав в умовах знакозмшних (коливальних) сучасних тектожчних рухiв земноТ' кори.
Незалежно вщ режимiв i обстановок сучасного геоморфогенезу дуже важливим чинником виникнення небезпек i ризиш на територп Укра'ши е антропогенна дiяльнiсть, з якою пов'язанi просадки, провали, активiзацiя зсувiв, селiв, карсту, ерозп, абразп, суфозп та iнших резонансних процесiв, як порушують стiйкiсть середовища проживання людини. Дуже часто такi явища спостер^аються в районах видобутку солi способом пщземного вилуговування, видобутку нафти, газу, в районах пщземного будiвництва, пщ впливом динамiчних навантажень на урбаызованих територiях, в зонах впливу водосховищ тощо [2,11].
У зв'язку з актуальнютю розв'язання проблеми оцшювання геоморфолопчних i геодинамiчних небезпек i оргашза^ею Тх монiторингу доцiльним е системний пщхщ до паспортизаци' факторiв i джерел небезпек i ризиш з обгрунтуванням ймовiрностi настання небажаних подш та масштабiв Т'х поширення.
Лтература
12. Гошовський С. Еколопчна безпека техноприродних геосистем у зв'язку з катастрофнчним розвитком геолопчних процес1в [Текст] / С. Гошовський, Г. Рудько, Б. Преснер. - Львв-Кш'в: ЗАТ "ННчлава", 2002.- 624с.
13. Котлов Ф. В. Изменение геологической среды под влиянием деятельности человека / Котлов Ф. В. - М. :Недра, 1978. - 263 с.
14. Лихачева Э. А. Эколого-геоморфологическая оценка территории г. Москвы [Текст] / Э. А. Лихачева, Г. П. Локшин, Н. С. Просунцова // Геоморфология.- 2000.- № 1.- С. 48 - 55.
15. Пал1енко В. П. До проблеми геодинаммноТ небезпеки стосовно об'ект1в атомноТ енергетики Укра'ши [Текст] / В. П. Пал1енко, М. С.Барщевський, Ю.М.Швидкий // УГЖ.- 2000. - №1.- С. 39-44.
16. Пал1енко В. П. Концептуальн засади оц1нки еколого-неогеодинам1чного ризику /В.П.Пал1енко: Мат. наук-техн. симп. «Геомон1торинг-99».- Льв1в, 1999.- с. 70-73.
17. Палиенко В. П. К проблеме неогеодинамического риска [Текст] / В.П.Палиенко // Новые географические знания и направления исследований.- Киев: ИД "Академпериодика", 2006.- С. 232-241.
18. Шейдеггер А. Е. Физические аспекты природных катастроф. - М.: Недра, 1981. - 232 с.
19. Ясаманов Н. А. Степень риска природных катастроф [Текст] / Н.А.Ясаманов, О.П.Иванов // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. ВИНИТИ. - 1992. - № 4. - С.16 - 30.
20. Рельеф среды жизни человека (Экологическая геоморфология) в 2-х томах [Текст] / отв. ред. Э. А. Лихачева, Д. А. Тимофеев. - М.: Медиа-пресс, 2002. -640 с.
21. Перетокин С. А. Технологии сбора, обработки и интерпретации геолого-геофизических данных с целью прогноза геодинамической опасности [Текст] / С. А.Перетокин: тезисы докладов научного симпозиума "Геодинамическая безопасность, мониторинг и прогноз", Красноярск, 17-19 марта 2010 г. - Красноярск, 2010. - С. 21 - 23.
22. Сучасна динамка рельефу УкраТни [Текст] / В. П. Пал1енко, А. В. Матошко, М. G. Барщевський, Р. О. Спиця та ш. - К. : Наук. думка, 2005. - 267 с.
Аннотация В. П. Палиенко, Р. А. Спица Проблемы исследования геоморфологических и геодинамических опасностей и рисков. Проанализированы современные подходы к определению геоморфологических и геодинамических рисков и опасностей и приведена их типизация. Исследована система факторов, использующихся для оценки уровня геоморфологических и геодинамических опасностей и рисков на территории Украины. Обоснована целесообразность выделения районов с различной степенью геоморфологического и геодинамического риска.
Ключевые слова: геоморфологическая опасность, геоморфологический риск, геодинамическая опасность, геодинамический риск, устойчивость рельефа
Abstract. V. P. Palienko, R. O. Spytsya Problems of research of geomorphological and geodynamic dangers and risks. The modern approaches for determination of geomorphological and geodynamic risks and dangers are analyzed and their typification is submitted. The system of factors, used for the estimation of level of geomorphological and geodynamic dangers and risks on the territory of Ukraine is investigated. The expedience of selection of the regions with the various degree of geomorphological and geodynamic risk is substantiated.
Keywords: geomorphological danger, geomorphological risk, geodynamic danger, geodynamic risk, relief stability.
Поступила в редакцию 08.02.2014 г.
