В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ

3.1. Надзвичайні ситуації: визначення, причини, класифікація

3.1.1. Поняття надзвичайної ситуації

Більшість людей вважають, що технічна цивілізація зменши­ла «ризик, пов'язаний із впливом на людину та економіку нега­тивних процесів та явищ. Але аналіз нагромадженого емпірично­го матеріалу свідчить, що сучасний світ залишається досить ураз­ливим. Достатньо сказати, що лише за рік на Землі, за оцінками спеціалістів виникає понад 5 мільйонів зареєстрованих пожеж, приблизно 100 тисяч гроз, тисячі землетрусів, зсувів, ураганів, тайфунів, сотні вивержень вулканів, тропічних циклонів. До цьо­го потрібно додати мільйони дорожно-транспортних пригод, ти­сячі великих аварій та вибухів, сотні корабельних аварій, десятки авіаційних катастроф.

Кількість стихійних лих у 1990 р. збільшилась у 2 рази по­рівняно з 1980 р. Також збільшилось число аварій та катастроф. На 70—90-ті pp. припадає дві третини великих технологічних ка­тастроф XX століття. Якщо в 1970-1979 pp. одна така катастрофа відбувалася у світі в середньому один раз на п'ять років, то у 1988— 1989 pp. - двічі на рік.

За останні 20 років лише природні катаклізми позбавили життя З млн осіб. Майже мільярд землян, за даними ООН, тобто кож­ний п'ятий житель планети, за цей самий період зазнали наслідків стихійних лих.

Можна згадати деякі великі катастрофи останнього часу: ава­рія на АЕС у Чорнобилі (1986), вибухи вагонів у містах Арзамасі та Свердловську (1988), землетрус у Вірменії (1988), вибух ізо­термічної ємкості із рідким аміаком у місті Уокаві, вибух на на-фтопродуктопроводі недалеко від м. Уфи (1989), забруднення во-Догона фенолом у м. Уфі (1990), забруднення системи водопоста­чання в Харкові (1995) та ін.

Я.І. Бедрій. Безпека життєдіяльності

Усі вищенаведені лиха можна об'єднати поняттям надзвичай­ної ситуації (НС).

Деякі вчені розглядають виникнення НС як наслідок загост рення суперечностей між суспільством та природою, пов'язаних із занадто великими масштабами впливу людства на природне се­редовище. Пояснюється це швидким зростанням населення Землі, поширенням господарської діяльності, різким збільшенням енер­госпоживання та використання інших природних ресурсів. Інші пов'язують НС із обмеженістю знань людства про навколишнііі світ, що нерідко не дає змоги передбачати усі наслідки реалізації тих чи інших науково-технічних рішень та проектів. Втручаю­чись у природу, законів якої людство ще далеко не пізнало, та створюючи дедалі потужніші інженерні комплекси та технічні си­стеми, люди формують нове штучне середовище існування, зако­номірності функціонування якого їм ще недостатньо відомі. Якщо ще врахувати, що моральний та загальнокультурний розвиток цивілізації відстає від темпів науково-технічного прогресу, то ста­не зрозумілим, що внаслідок цього збільшується рпзик виник­нення НС.

Одні вчені вважають, що НС визначається як реальний вияв небезпеки сучасного світу, що має великі наслідки, які суттєво впливають на економіку, політику, соціальне життя адміністра­тивно-територіальної одиниці, регіону, країни.

Інші визначають НС як зовнішню, несподівану, раптово ви­никлу обставину, яка характеризується невизначеністю і склад­ністю прийняття рішень, гостроконфліктністю та стресовим ста­ном населення, значною соціально-екологічною шкодою, перш за все людськими жертвами. І внаслідок цього - необхідністю ве­ликих видатків на проведення евакуаційно-рятувальних робіт та ліквідацію значних негативних наслідків (руйнувань, пожеж тощо).

Треті НС розглядають як катастрофу.

У джерелах зарубіжної періодичної літератури, включаючи ма­теріали, що виходять під егідою ООН та інших міжнародних організацій, найчастіше використовується термін «катастрофа».

У термінологічних словниках, починаючи із «Толкового сло­варя русского языка» В.І.Даля (1851) та закінчуючи останнім ви­данням «Словника іншомовних слів», катастрофа визначається як «раптове лихо, що вирішує долю чи діло», «подія, яка тягне за

3. Безпека життєдіяльності в надзвичайних ситуаціях

собою важкі наслідки : переворот, знищення; аварія, військова поразка, руйнування, приголомшливе раптове лихо, яке має смер­тельний кінець...»

Закон України від 1993 р. «Про цивільну оборону» окреслює НС як порушення нормальних умов життя та діяльності людей на об'єкті чи території, які викликані аварією, катастрофою, стих­ійним лихом, епідемією, епіозоотією, ідітотією, великою поже­жею, використанням засобів ураження, що призвели чи можуть призвести до людських чи матеріальних втрат.

Таким чином, НС - це ситуація на об'єкті чи окремій тери­торії, яка викликана подіями природного, екологічного, техніч­ного, соціального, військового та іншого характеру, що призвела чи може призвести до значної шкоди, порушення нормальної життєдіяльності та загибелі людей.

Серед причин, які викликають НС, особливо потрібно виді­лити такі, як аварії, катастрофи, стихійні лиха. Ці поняття часто переплітаються, люди їх плутають, тому розглянемо їх тополо­гію.

Аварія дослівно означає раптовий вихід із ладу машини, судна чи літака, нерідко у переносному значенні асоціюється із нещас­ним випадком і тому зветься катастрофою. У сучасному розумінні поняття «аварія» - це пошкодження, вихід із ладу будь-якого ме-ханізма, технологічної лінії, руйнування будинків, мостів, транс­портних магістралей та вихід із ладу виробництв. Джерелом аварії можуть бути транспортні засоби, заводи, відсталі технології, зас­таріле обладнання гідроелектростанцій, АЕС.

Згідно з розмірами та завданою шкодою розрізняють легкі. середні, важкі та особливо важкі аварі'. Особливо важкі аварії при­зводять до великих руйнувань та супроводжуються великими жертвами. Іноді під час аварії виділені енергія та речовина так змінюють середовище існування, то роблять його на деякий час непридатним дія існування

Катастрофа — це злам, переворот, важлива подія, яка вирі­шує долю. Найвідоміше трактування: катастрофа- це раптове лихо чи велика подія, яка спричиняє важкі наслідки для людини, тваринного чи рослинного світу, змінюючи умови середовища існування.

Під катастрофою системи треба розуміти такий ступінь її ура­ження, за якого вона не здатна у попередньому стані зберігатися

Я.І. Бедрій. Безпека життєдіяльності

чи адаптуватися до конкретних умов існування. При такому підході катастрофа — це результат різкого чи стрибкоподібного переходу природного, біологічного чи соціально-економічного середовища із стійкого ритмічного стану у нестійкий, динаміч­ний з виникненням уражаючих чинників, які завдають значної шкоди соціальним та природним системам. Іноді, щоб підкресли­ти вселенський характер катастрофи, її називають катаклізмом.

Залежно від масштабності та тривалості впливу на природне середовище катастрофи поділяють на локальні, регіональні (на­ціональні) та глобальні. Прикладами глобальних катастроф мо­жуть служити як особливо важкі аварії, регіональні військові кон­флікти, так і різні стихійні лиха, що завдають великої шкоди.

Але не масштабом розвитку стихійних лих визначається ва­гомість катастроф, а інтенсивністю природних явищ, числом жертв та ступенем впливу на природне середовище, що в цілому можна назвати значною шкодою стосовно конкретної системи.

Спітакський землетрус (1988) попри те, що за силою та по­тужністю був таким, як у Лос-Анжелесі (1989), за ступенем ура­ження та завданої шкоди є національною катастрофою. Разом із тим існують потужні стихійні явища, що не є національною катастрофою, наприклад, найбільше у нашому столітті вивер­ження вулкана Безімянного на Камчатці. Воно відбулося у без­людній місцевості, хоч його вплив на природне середовище, на атмосферу був таким, як і під час вивержень вулканів у XIX столітті - Каракатау (1883) та Тамбора (1815). Але під час ви­верження двох останніх вулканів загинуло декілька десятків тисяч чоловік.

Глобальні катастрофи охоплюють цілі континенти і їх розви­ток ставить на межу існування не лише світ рослин та тварин, а й усю біосферу. Глобальні катастрофи неодноразово відбувалися у геологічному минулому. Наприклад, на рубежі крейдяного та па­леогенового періодів з поверхні Землі зникло близько 100 видів тварин. Приблизно стільки ж зниклолидів рослин. Кліматичні умови під час глобальної катастрофи дуже змінилися. Середня глобальна температура знизилася на 10—15°С, змінилися конфі­гурація берегової лінії, склад атмосфери та солоність морів. Такі грандіозні зміни в історії Землі відбувались неодноразово. Немає повної впевненості, що подібні катастрофи не відбудуться у май­бутньому.

3. Безпека життєдіяльності в надзвичайних ситуаціях

Серед катастроф виділяються події, пов'язані із різними про­явами руйнівних сил природи, які об'єднані під загальною на­звою «стихійні лиха».

Серед природних явищ розрізняють небезпечні природні яви­ща та стихійні лиха.

Небезпечене природне явище — стихійна подія природного ха­рактеру, яка за своєю інтенсивністю, масштабом поширення та тривалості може викликати негативні наслідки.

Стихійне лихо — катастрофічне природне явище чи процес, які можуть спричинювати людські жертви, значну матеріальну шкоду та інші важкі наслідки. Стихійні лиха переважно пов'язані із природними процесами і можуть бути спровоковані антропо­генною діяльністю..

Небезпечні природні явища (стихійні лиха) можуть мати гео­фізичне, геологічне (екзогенне), метеорологічне, агрометеороло­гічне та інше походження.

3.1.2. Загальні відомості про теорію катастроф

Перші відомості про теорію катастроф з'явилися у друку в 70-х pp. З тих пір це одна із найвідоміших і найпопулярніших математичних теорій, яка знайшла широке прикладне використання. Теорія ката­строф досліджує усі стрибкоподібні переходи, розриви, якісні зміни на відміну від ньютонівської теорії диференціального та інтеграль­ного обчислення, яка застосовується для безперервних процесів.

Джерелами теорії катастроф є теорія особливостей гладких відображень Уітні Хаслера та теорія біфуркацій динамічних сис­тем Пуанкаре та Андронова.

Теорія особливостей - це узагальнення досліджень функцій на максимум та мінімум. Уїтні Хаслер замінив функції відобра­ження наборами функцій декількох змінних.

Основна праця американського математика Уїтні Хасле­ра «Про відображення площин на площину», яка надрукована у 1955 p., дала поштовх бурхливому розвитку теорії особливостей, що тепер є однією із центральних галузей математики, пов'язую­чи абстрактні розділи з прикладними.

Теорія біфуркацій розглядає різноманітні якісні перебудови чи метаморфози різних об'єктів (систем) при зміні параметрів, від яких вони залежать. Слово «біфуркація» означає «роздвоєн­ня» та характеризує можливі шляхи подальшого розвитку систе-

Я.І. Бедрій. Безпека життєдіяльності

ми при зміні керуючих параметрів: стрибок — катастрофу чи збе реження рівноваги.

Катастрофами називаються стрибкоподібні зміни у вигляді раптової реакції системи на плавну зміну зовнішніх умов.

Ми спостерігаємо, як тече річка, рухається по небосхилу сон це. Це процеси поступові, неперервні. Але відомі інші процеси: вода поступово нагрівається, а потім раптово закипає - рідина перетворюється у пару, властивості її раптово змінюються. Дере­в'яна лінійка в руках спочатку гнеться, а потім раптово ламаєть­ся. Вперше на це звернув увагу понад 100 років тому математик М.Бугаєв. На його думку, математика повинна складатися з двох частин - математичного аналізу, за допомогою котрого зручно досліджувати неперервні процеси, та з розділу математики, який досліджував би переривчасті процеси. Цей розділ Бугаєв запро­понував назвати аритмологією. Сучасні математики не визнали його ідей, але їх підтвердив нещодавно французький математик Рене Тома. Йому вдалося створити математичну теорію катаст­роф, причому слово «катастрофа» означає будь-яку стрибкоподіб­ну зміну властивостей досліджуваного об'єкта.

Приклад з лінійкою дає змогу зрозуміти сутність питання, що розглядається. Доки прикладається сила (керуючий параметр) перпендикулярно до площини лінійки, її згин (внутрішній пара­метр) змінюється спочатку плавно, а потім стрибкоподібно. Ця залежність ілюструється простим графіком (рис. 19).

Керуючий параметр
▲ (сила)

3. Безпека життєдіяльності в надзвичайних ситуаціях

Але якщо дещо ускладнити модель і в якості другого керую­чого параметра вибрати змінний кут між площиною лінійки та напрямком сили, то залежність відразу перестане бути простою. її можна виразити лише тривимірною поверхнею складної форми (рис. 20).

Таким чином, теорія Рене Тома доводить, що, залежно від по­чаткових умов, катастрофа з лінійкою, на котру діють два керу-чих параметри, може бути подана або складкою на межі поверхні, або вигином. Інших геометричних тлумачень катастроф не існує. При вивченні одночасної дії 3, 4, 5 незалежних змінних отриму­ються 3-, 4-, 5- вимірні поверхні, в котрих можлива певна кількість типів катастроф: відповідно 5, 7 або 11.

Таким чином, математичні моделі катастроф свідчать про за­гальні риси найрізноманітніших явищ стрибкоподібної зміни ре­жиму роботи систем у відповідь на плавну зміну зовнішніх умов.

Керуючий параметр(сила)

Рис. 20. Катастрофічна деформація за наявності двох керуючих