Опасные природные процессы (Часть I)

ФГБОУ ВО СИБИРСКАЯ ПОЖАРНО–СПАСАТЕЛЬНАЯ 

АКАДЕМИЯ ГПС МЧС РОССИИ

С.П. Бояринова

ОПАСНЫЕ ПРИРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Часть первая

учебное пособие для курсантов, 

слушателей и студентов

Железногорск 2017

УДК 614.8 (075.8)
ББК 68.83 я 73

Б 86

Рецензенты:

Первышина Г. Г.

доктор биологических наук, доцент

(профессор кафедры ТООП 

ФГАУО ВО Сибирский федеральный

университет)
Минкин А.Н.

кандидат технических наук

(доцент кафедры ПиАСТ

ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России)

Бояринова С.П.

Опасные природные процессы. Часть I: учебное пособие / С.П. 

Бояринова. - Железногорск: ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная 
академия ГПС МЧС России, 2017. –109 с.

В пособии рассмотрены и наглядно продемонстрированы источники 

влияния природных опасностей экзогенного и метеогенного происхождения, 
закономерности их проявления, классификация, а также профилактические и 
прогностические мероприятия, направленные на борьбу с ними.

Данное пособие предназначено для курсантов, студентов и слушателей, 

изучающих учебную дисциплину «Опасные природные процессы» по 
направлению подготовки 20.05.01 «Пожарная безопасность»

УДК 614.8 (075.8)
ББК 68.83 я 73

© ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2017

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................. 4

Глава 1. Опасные природные процессы экзогенного характера.
Склоновые процессы............................................................................................... 6
Понятие об опасных экзогенных геологических процессах................................. 6
Склоновые процессы................................................................................................ 9
Сели. Селевые потоки........................................................................................... 16

Глава 2. Оползни. Описание оползней................................................................ 54

Характеристики оползней.................................................................................... 57

Классификация оползней....................................................................................... 58

Профилактические и прогностические мероприятия ...................................... 61
Глава 3. Лавины. Характеристика лавин............................................................. 71

Общие понятия о лавинах..................................................................................... 71

Физическая сущность лавин................................................................................. 75

Распространение и режим лавин ........................................................................ 78
Прогнозирование лавин и способы защиты от них........................................... 79

Методика расчета основных параметров лавин .............................................. 88

Глава 4. Опасные природные процессы метеогенного характера.
Лесные пожары...................................................................................................... 96
Понятие и причины лесных пожаров.................................................................. 96

Виды и происхождение лесных пожаров............................................................ 98

Классификация лесных пожаров. ...................................................................... 101

Приемы и средства ликвидации последствий лесных пожаров. Этапы 
ликвидации ......................................................................................................... 104
Заключение........................................................................................................... 107
Список использованной литературы................................................................. 108

ВВЕДЕНИЕ

Стихийные бедствия, аварии и катастрофы – весьма частые явления 

в современном мире. Каждый год в том или ином регионе происходят 
сильные разливы рек, прорывы дамб и плотин, землетрясения, бури и 
ураганы, оползни и сели, лесные и торфяные пожары. Каждому стихийному 
бедствию, аварии и катастрофе присущи свои особенности, характер 
поражений, объем и масштабы разрушений, величина бедствий и 
человеческих потерь. Каждая по-своему накладывает отпечаток на
окружающую среду.

Количество и разнообразие видов этих природных явлений растѐ т по 

мере усложнения производства и проникновения человека в районы с 
непривычной природной обстановкой. Они создают неудобства, угрожают 
непредвиденными потерями, порождают чрезвычайные ситуации, в том 
числе стихийные бедствия. Стратегическими целями уходящего XX в. были 
технический прогресс, расширенное воспроизводство с преобладанием 
тенденций экстенсивного роста за счет природных ресурсов. Итогом гонки за 
обладание природными и техническими ресурсами стали глобальные 
экологические 
проблемы, 
обострение 
социальной 
напряженности 
и  

осознание резко возросшего риска бытия.

Сегодня на Земле не найдется места, где не случались бы природные 

бедствия. В последние 10 лет количество катастроф в мире почти удвоилось 
со 110–130 до 288. За последние 35 лет из-за перечисленных бедствий на 
Земле погибло 3,8 млн. человек, а пострадало 4,4 млрд., т.е. почти 3/4 
человечества. В России за тот же период, по неполным данным, погибло 4,5 
тыс. человек, а пострадало 540 тыс.

Знание причин возникновения и характера стихийных бедствий, 

позволяет при заблаговременном принятии мер защиты, при разумном 
поведении населения в значительной мере снизить все виды потерь. Одна из 
главных проблем, которая сегодня выходит на первый план, – правильное 
прогнозирование 
возникновения 
и 
развития 
стихийных 
бедствий, 

заблаговременное предупреждение как органов власти, так и населения о 
приближающейся опасности. Очень важны и крайне необходимы работы по 
всемерной локализации стихийных бедствий с целью сужения зоны 
разрушений, оказания своевременной помощи пострадавшим. Там, где 
стихийным бедствиям, авариям и катастрофам противостоят высокая 
организованность, четкие и продуманные мероприятия федеральных и 
местных органов власти, подразделений и частей МЧС, специализированных 
сил и средств других министерств и ведомств в сочетании с умелыми 
действиями 
населения, 
происходит 
снижение 
людских 
потерь 
и 

материального ущерба. Заблаговременная информация дает возможность 
провести предупредительные работы, привести в готовность силы и средства, 
разъяснить людям правила поведения. Все население должно быть готово к 
действиям в экстремальных ситуациях, к участию в работах по ликвидации

стихийных бедствий, аварий и катастроф, уметь владеть способами оказания 
первой медицинской помощи пострадавшим.

С принятием Федерального закона «О защите населения и территорий 

от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» началось 
формирование новой государственной системы подготовки населения 
Российской Федерации в условиях угрозы и возникновения чрезвычайных 
ситуаций. Закон определил, что эта подготовка ведѐ тся в организациях, в 
том числе в образовательных учреждениях, а также по месту жительства

Что же представляют собой стихийные бедствия  экзогенного 

характера, каковы их особенности и происхождение, каковы правила 
поведения и действия людей в чрезвычайных ситуациях? Эти вопросы 
изложены в этом учебном пособии.

Учебное пособие «Опасные природные процессы» составлено с учетом 

требований Федерального государственного образовательного стандарта 
высшего образования для обучающихся по специальности 20.05.01 Пожарная 
безопасность. Материал, изложенный в данном учебном пособии, позволит 
обучающимся подробнее познакомиться с наиболее распространѐ нными в 
России опасными природными процессами экзогенного происхождения, 
понять природу и механизмы их развития, воздействие этих процессов на 
население и объекты экономики и применять эти знания в своей  
практической деятельности.

В учебном пособии использованы нормативные документы, а также 

обширная литература по опасным природным процессам, опубликованная в 
последнее десятилетие в виде монографических изданий и многочисленных 
статей в журналах и материалах различных конференций. Следует отметить 
среди них монографию «Опасные экзогенные процессы» под редакцией В.И. 
Осипова(1999), 6-томное издание «Природные опасности России» под общей 
редакцией 
В.И. 
Осипова 
и 
С.К. 
Шойгу 
(2000–2003), 
материалы 

Всероссийских и Международных конференций по проблемам уменьшения 
опасности стихийных бедствий «Риск-2003» и «Риск-2006» и учебные 
пособия зарубежных авторов.

Глава 1. Опасные природные процессы экзогенного характера.

Склоновые процессы. Сели. Селевые потоки.

Понятие об опасных экзогенных геологических процессах.

Опасные геологические процессы (ОГП) - современные быстротекущие 

геологические процессы и явления, наносящие значительный материальный 
ущерб обществу, народному хозяйству и создающие угрозу жизни для людей 
при нарушении устойчивости природной (геологической среды).

Для удобства изучения геологические процессы разделяют на две 

большие группы: процессы внешней геодинамики, или внешние экзогенные 
процессы, и процессы внутренней геодинамики, или внутренние эндогенные 
процессы. Экзогенные процессы возникают в результате взаимодействия 
каменной оболочки с внешними сферами: атмосферой, гидросферой и 
биосферой. Эндогенные процессы проявляются при воздействии внутренних 
сил Земли на ту же каменную оболочку.

К экзогенным процессам относят:
1)
склоновые 
или 
гравитационные 
процессы 
процессы, 

происходящие на склонах, их формирующие и преобразующие. Все они 
осуществляются под действием силы тяжести и перемещают частицы грунта 
или крупные блоки горных пород вниз по склону, частично откладывая этот 
материал в нижней части склона и у его подножия. В зависимости от агента, 
производящего перемещение материала, различают:

гравитационные процессы - оседание крупных глыб, осыпание, 
обвалы, оползни;
водные (флювиальные) - смыв и аккумуляция поверхностным 
стоком (эрозия почв), размыв (образование склоновых промоин и 
оврагов), 
подмыв 
склонов 
рекой, 
группа 
процессов, 

обусловленных наличием и миграцией в грунте подземных вод 
(течение и сползание грунтов);
мерзлотные (криогенные) - движения грунтов на склонах при их 
попеременном 
замерзании 
и
оттаивании 
(солифлюкция, 

мерзлотное сползание);
эоловые - выдувание сухих глинистых и песчаных частиц, их 
аккумуляция на склоне; береговые - разрушение береговых 
склонов волнением моря или озера (абразия), аккумуляция у их 
подножий пологих пляжей.

2)
Карст совокупность процессов и явлений, связанных с 

деятельностью воды и выражающихся в растворении горных пород и 
образовании в них пустот, а также своеобразных форм  рельефа, 
возникающих на местностях, сложенных сравнительно легко растворимыми  
в воде горными породами - гипсами, известняками, мраморами, доломитами  
и каменной солью.

Наиболее характерны для карста отрицательные формы рельефа. По 

происхождению они подразделяются на формы, образованные путѐ м 
растворения (поверхностные и подземные), эрозионные и смешанные. По 
морфологии выделяются следующие образования: карры, колодцы, шахты, 
провалы, воронки, слепые карстовые овраги, долины, полья, карстовые 
пещеры, подземные карстовые каналы. Для развития карстового процесса 
необходимы следующие условия:

ровная или слабо наклонная поверхность, чтобы вода могла 
застаиваться и просачиваться внутрь;
значительная толщина горных пород, поддающихся карстованию 
(растворению), и их трещиноватость;
низкая минерализованность и существенное количество воды, 
входящей в эти породы;
уровень подземных вод должен стоять низко, чтобы было 
достаточное пространство для вертикального движения воды.

3) Суффозионные процессы или суффозия - процесс выноса мелких 

минеральных частиц породы фильтрующейся через неѐ  водой. Процесс 
близок к карсту, но отличается от него тем, что суффозия является 
преимущественно физическим процессом и частицы породы не претерпевают 
дальнейшего разрушения. Суффозия приводит к проседанию вышележащей 
толщи и образованию западин (суффозионных воронок, блюдец, впадин)
диаметром до 10 и даже 100 метров, а также пещер. Другим следствием 
может 
быть 
изменение 
гранулометрического 
состава 
пород 
как 

подверженных суффозии, так и являющихся фильтром для вынесенного 
материала.

Наиболее 
широкое 
развитие 
суффозия 
получает 
в 
области 

распространения лѐ ссов. Лѐ сс-осадочная горная порода, неслоистая, 
однородная известковистая, суглинисто-супесчаная, имеет светло-жѐ лтый  
или палевый цвет. Лѐ сс залегает в виде покрова: от нескольких метров до 
50- 100 м - на водоразделах, склонах и древних террасах долин.) и 
лессовидных суглинков, под склонами долин рек, часто по ходам роющих 
животных. Одним из необходимых условий суффозии является наличие в 
породе как крупных частиц, образующих неподвижный каркас, так и 
вымывающихся мелких. Вынос начинается лишь с определенных значений 
напора воды,  ниже которых происходит только фильтрация.

Виды суффозии:

1. механическая - вода при фильтрации отрывает и выносит целые 

частицы (глинистые, песчаные);

2. химическая - вода растворяет частицы породы (соли, гипс) и выносит 

продукты разрушения;

3. химико-физическая - смешанная (часто происходит в лѐ ссе).

4)
Подтопление 
проникновение 
воды 
в 
подвалы 
через 

канализационную сеть, по разного рода канавам подъѐ м общего уровня 
грунтовых вод. Возникает в результате:

повышения горизонтов воды в реках;
при 
возведении 
таких 
гидротехнических 
сооружений 
как 

водохранилище, русловые плотины, судоходные каналы, насыщенных 
ранее безводным грунтом;
при фильтрации воды через дно и берега каналов, характеризуются 
потерями воды из водопроводной и канализационных сетей, заилением 
русел рек;
естественной причиной подтопления является подъѐ м уровня воды в 
море.
При данном явлении наблюдается заболачивание почвы, а также 

снижение продуктивности лугов, полей и лесов. Ухудшается санитарная 
обстановка местности, происходит разрушения здания. К подтопленным 
относят территории, где уровень грунтовых вод поднялся на глубину,  
которая недопустима для еѐ  хозяйственного использования: для лугов на 
0,6- 0,9 м; пашни - 0,8-1,4 м; садов - 1,2-1,8 м; мелких населѐ нных пунктов 1,5-2 м; городов - 3-4 м.

В качестве наиболее общих тенденций изменения геологических 

условий можно рассмотреть следующие композиции.

5) Изменение водного баланса между поверхностными, грунтовыми и 

глубокими подземными водами. Наиболее обычным его следствием является 
повышение уровня грунтовых вод, вызываемое двумя однонаправленными 
процессами.

а) заменой естественного почвенного покрова застроенными и 

заасфальтированными территориями, что практически исключает из водного 
баланса испарение с поверхности почвы и протечки водопроводных и 
канализационных систем, круглогодично обеспечивающие возможность 
восполнения ресурсов грунтовых вод. Оба эти обстоятельства, в сочетании с 
планировкой территории, полной или частичной ликвидации естественных 
дренажных 
систем, 
приводят 
к 
подъему 
зеркала 
грунтовых 
вод, 

подтапливанию оснований и фундаментов зданий и сооружений, снижению 
несущей способности грунтов основания и, как следствие, деформация, а в 
критических ситуациях - разрушение зданий и сооружений.

В настоящее время из всех опасных экзогенных геологических 

процессов 
подтопление 
имеет 
максимальное 
распространение, 
его 

последствия могут быть угрожающими или катастрофическими. Положение 
усугубляется тем, что 65% территории России занято вечной мерзлотой, где 
подтопление особенно опасно. Из 1092 городов России подтоплено около 
70%. Подтопление 
ведет к повышению сейсмичности 
застроенных 

территорий на 1-2 балла. Техногенное подтопление особенно опасно, потому

что носит скрытый характер, его развитие провоцирует возникновение 
оползней, карста, суффозии и т. д.

В случаях, когда на территории города производится промышленная 

эксплуатация глубоких горизонтов подземных вод и возникает адекватная 
депрессионная воронка, при условии постоянного восполнения грунтового 
водоносного горизонта, о чем сказано выше, усиливается инфильтрация 
грунтовых 
вод 
в 
глубокие 
горизонты. 
Этот 
процесс 
активизации 

вертикального 
движения 
подземных 
вод 
сопровождается 
развитием 

процессов суффозии (выноса тонкоземистого материала) или карста 
(растворения и выщелачивания карбонатного материала известняков с 
образованием карстовых полостей).

б)Изменение температурного режима подземного пространства в 

основании города вследствие изменения теплового баланса поверхности и 
непосредственного влияния зданий, сооружений и городских коммуникаций. 
Изменение геодинамической ситуации, вызванное дополнительной, и  при 
том неравномерной пригрузкой поверхности за счет привнесенных масс 
материалов строительных конструкций, в пределах территории города. Этот 
фактор 
дополнительной 
пригрузки 
может 
сопровождаться 
также 

одновременной откачкой подземных вод, в случае их использовании для 
питьевых или технических целей. Как следствие на фоне общего опускания 
поверхности городов (под действием изостатических сил и изъятия 
подземных вод из порового пространства горных пород основания города), 
активизируются местные, очаговые оползневые и солифлюкционные 
процессы способные в условиях городской застройки привести к деформации 
зданий, и коммуникаций.

Склоновые процессы

Склонами 
называются 
участки 
земной 
поверхности, 
имеющие 

относительно повышенный уклон, не менее 2°. Они занимают ¾ площади 
суши. Однако, сюда не относятся(независимо от их уклона) наклонные  
днища долин и волноприбойные площадки побережий. Различают склоны 
водораздельных плато, долин, впадин, горных вершин и хребтов. Склоны 
представляют собой чрезвычайно характерные части всех форм рельефа, 
подчеркивающие их своеобразие и типические черты. Обычно крутизна 
склона измеряется в градусах, но в пределах плоских равнин уклон склонов 
иногда измеряется несколькими метрами на километр. Сверху склоны 
ограничиваются водораздельными линиями или линиями бровок, а также 
могут восходить к вершинным точкам (склоны горных вершин и холмов). 
Снизу склоны очерчиваются линией подошвы. Различные по величине 
наклона участки склонов разделяются бровками и линиями вгибов. Склоны 
сочленяются 
также 
по 
наклонным 
и 
горизонтальным, 
прямым 
и 

криволинейным ребровым линиям.

Для характеристики склонов очень важна их крутизна или уклон. 

Существуют различные схемы классификации склонов по их крутизне. 
Приведем классификацию Н.И. Николаева (с упрощениями). По углу склона 
выделяют: склоны очень пологие — 2—6°, пологие — 6—15°, средней 
крутизны — 15—30°, крутые — 30—45°, очень крутые — 45—60°, 
обрывистые — 60—80°, отвесные — 80— 90° и нависающие — более 90°. 
Большое значение имеет также высота и длина склонов. Длина склона 
измеряется по направлению общего его ската. Измеряя склоны в 
горизонтальном направлении вдоль них, говорят о протяженности склонов. 
Крутизна склонов имеет большое практическое значение, особенно в 
военном деле (для определения проходимости местности), в инженерной 
геологии и в горном деле. Высота и крутизна склонов играют определяющую 
роль в самом развитии рельефа, обусловливая возникновение различных 
денудационных 
и 
аккумулятивных 
процессов 
в 
пределах 
склона,  

особенности их проявления и их энергию. Морфология склонов чрезвычайно 
разнообразна (рис.1) и определяется, прежде всего, рельефообразующими 
процессами и многими другими факторами, из которых важнейшее значение 
имеет геологическое строение

Рис.1.1 Морфологические типы склонов: а—

прямые, б—выпуклые, в—вогнутые, г— ступенчатые, и—

террасированные, е—со сложным рельефом, ж—структурные, з—

аструктурные склоны

Большую роль играют физико-географическая обстановка  (тип 

рельефа, климат, растительность), обусловливающая формы проявления 
экзогенных процессов, а также тектонические движения. Основными 
формами профиля склонов являются прямые, выпуклые и вогнутые (рис. 1, а, 
б, в). На крутых склонах нередко выделяется два элемента —верхняя, более 
крутая часть его — вершинный уступ, с денудационным рельефом, и нижняя, 
более пологая часть с рельефом аккумулятивным. Пологие склоны нередко 
бывают лишены уступа и имеют плавный выпукло-вогнутый профиль. Среди 
многочисленных подчиненных форм рельефа, осложняющих склоны, 
упомянем тут лишь широко распространенные выположенные участки, 
называемые террасами, и очень крутые, называемые уступами и обрывами. В

горных странах на очень крутых обрывах
склон иногда приобретает 

обратный уклон и возникают разнообразные карнизы и навесы.

Силе тяжести на склонах противостоят силы сцепления частиц рыхлых 

пород между собой и с подстилающими невыветренными коренными 
породами. Соотношение составляющей силы тяжести и сил сцепления 
определяет ход склоновых процессов. В зависимости от высоты и крутизны 
склонов, а также от степени и характера воздействия воды гравитационные 
силы вызывают возникновение целого ряда процессов.

Этот ряд включает собственно гравитационные процессы (обваливание 

и осыпание), в которых действие силы тяжести проявляется в наиболее 
чистом виде; водно-гравитационные процессы (оползание и солифлюкция), 
когда увлажнение горных пород становится обязательным фактором при 
решающей роли силы тяжести, и водно-склоновые процессы (плоскостной 
смыв и склоновая эрозия), которые осуществляются деятельностью текучих 
вод, лишь подчиненных действию силы тяжести. В аридных областях в 
разрушении склонов важную роль играет ветровой процесс.

Гравитационные процессы

Гравитационные процессы развиваются только на склонах с углом 

наклона более 30°. Главной областью их распространения являются горы. На 
равнинах они встречаются там, где имеются очень крутые склоны. При 
обрывистых и нависающих склонах развивается процесс обваливания —
внезапное обрушение громадных блоков горных пород. На склонах меньшей 
крутизны возникает процесс осыпания, при котором основную роль играет 
скатывание обломков на поверхности склона. Обвальные процессы, или 
горные обвалы представляют собой обрушения крупных массивов горных 
пород, 
происходящие 
внезапно 
и 
сопровождающиеся 
дроблением 

сорвавшейся массы при ее падении к подножию склона. При обвалах 
значительная доля обломков проходит часть пути в свободном падении и 
лишь ниже по склону основная масса обвала приобретает скользящее 
движение, развивая огромную скорость, достигающую 150 м/с. Трение  о 
ложе или встреча с крупным препятствием гасит скорость, и обвальная масса 
останавливается. Важнейшими условиями образования обвалов являются 
крутизна склонов, сложная тектоника, присутствие крупных трещин, 
длительная подготовка склона, выражающаяся в развитии трещиноватости в 
скальных породах.

Непосредственной причиной обвалов могут быть землетрясения, 

сильные ливни, удары молнии. Как правило, горные обвалы имеют 
катастрофический характер. В историческое время одним из грандиознейших 
был обвал, произошедший в 1911 г. в ущелье р. Мургаб на Памире. Масса 
горных пород около 7 млрд. т обрушилась в долину и засыпала ущелье, 
образовав плотину до 740 м высотой. За ней образовалось озеро, получившее