Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН

Оценка геологического риска

Мы выполняем оценку геологического риска экономических и социальных потерь при строительстве и эксплуатации различных инженерных объектов, проектируемых в различных инженерно-геологических условиях (как на оползневых территориях, так и карстоопасных, потенциально подтопляемых и др.).

Данный вид работ является обязательным при проведении инженерно-геологических изысканий, однако является достаточно специфическим и во многих случаях требует привлечения специализированных организаций.

Оценка геологического риска включает в себя:

• Оценка риска проявления оползневых деформаций (оползневой риск);
• Оценка риска проявления карстово-суффозионных процессов;
• Оценка риска подтопления и др.;

Задачами исследований, как правило, являются:

• Выявить основные источники геологических опасностей на площадке проектируемого строительства с учетом возможной активизации существующих и возникновения новых геологических опасностей под воздействием природных и техногенных факторов, обусловленных возведением и эксплуатацией оцениваемого здания.
• Провести оценку геологической опасности от развития оползневых процессов.
• Провести оценку геологической опасности от развития карстово-суффозионных процессов.
• Оценить опасность от развития процесса подтопления в пределах площадки строительства.
• Охарактеризовать возможные экономические и социальные потери (риски) за 50-летний период, возникающие при поражении оцениваемого здания как отдельными геологическими опасностями (дифференцированный риск), так и всей совокупностью этих опасностей (интегральный риск). Характеристику возможных экономических потерь приводят в процентном отношении от стоимости проектируемого здания.

Работы выполняются в соответствии с следующими нормативными документами:

1. СП 11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Ч. 1. Общие правила производства работ. М.: Госстрой России, 1997.

2. СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть II. Правила производства работ в районах развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов. Москва. 1997.

3. СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения». Минстрой России. 1996.

4. СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений». Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. Москва. 2011.

5. СНиП 22-02-2003. Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения». М., 2004.

6. СП 116.13330.2012 Актуализированная редакция «СНиП 22-02-2003. Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения»

7. СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений». Москва. 2005.

8. Инструкция по инженерно-геологическим и геоэкологическим изысканиям в г. Москве. М., 2004.

9. Рекомендации по оценке геологического риска на территории г. Москвы. М.: ГУП НИАЦ, 2002. 49 с.

НЕМНОГО ТЕОРИИ

Оценка риска от развития оползневого процесса

Принципиальная схема для анализа, оценки и управления оползневым риском, а также понимания видов работ на этих этапах приведена на рисунке 1.

Риск-анализ включает в себя выбор масштаба исследования, выявление ОГП, определение вероятности проявления ОГП, определение уязвимости элементов риска, оценка возможных последствий проявления процесса и подсчет величины риска. Анализ риска может быть как количественным, основываясь на численных значениях вероятности, уязвимости и последствий, так и качественным (характеристика интенсивности процесса, ожидаемого ущерба, и вероятности события).

Анализ риска состоит из анализа оползневой опасности и анализа возможных последствий. Анализ оползневой опасности подразумевает характеристику оползневого процесса (классифицирование, выявление механизма оползня, размеров, скорости смещений, местоположения), а также определение частоты проявления процесса (величина годовой вероятности). В свою очередь анализ последствий (возможного ущерба) включает в себя выявление элементов (объектов) риска, их пространственно-временную вероятность и уязвимость.

Рис.1 Блок-схема. Управление оползневыми рисками.

 

В некоторых случаях абсолютная величина риска не так уж важна, например, когда оценка риска осуществляется для искусственных выемок и откосов автодороги, а риск оценивается для выявления очередности проведения противооползневых мероприятий.

Анализ оползневого риска включает в себя процедуры, связанные с определением масштабов исследования, оценкой оползневой опасности, анализом ожидаемого ущерба и непосредственно подсчетом величины риска. Характеристика оползневой опасности основывается на знании механизма оползневого процесса, влияния геоморфологических особенностей, геологического строения, гидрогеологических условий, оползневых трещин, климата и растительности. Принято использовать классификацию типов оползней, предложенную Круденом и Варнсом (1996). Необходимо рассмотреть потенциально опасные процессы и участки территории, расположенные как выше, так и ниже по склону от элементов риска. Повторяемость оползней представляется количеством оползней определенного типа и интенсивности, которые могут произойти на определенной территории в течение года.

Оценка возможных последствий включает: выявление и подсчет объектов (элементов) риска — имущество и людей, оценку пространственно-временной вероятности для объектов риска, оценку уязвимости объектов риска, выраженная величиной ущерба и количеством человеческих жертв, определение вероятности того, что оползневой процесс повлияет на объекты риска.

Сама величина риска может быть выражена следующим образом:

• Ежегодный риск, рассчитанный в денежных единицах ущерба или человеческих жизней в год;
• Совмещенного графика зависимости повторяемости- величины ущерба, например ежегодная вероятность минимального и максимального ущерба.

Помимо количественной применяется и качественная оценка риска, в которой по категориям разделена вероятность возникновения оползня и качественная оценка величины ущерба (от несущественного влияния до катастрофических последствий).

Исходной информацией для оценки риска служат результаты анализа риска, а также их сопоставление с критерием допустимого (приемлемого) риска.

Оценка риска также включает процедуру сопоставления величины рассчитанного риска с критерием «приемлемости риска». Если риск превышает значение, с которым можно было бы смириться, то необходимы соответствующие управленческие решения.

Результатом оценки оползневого риска является либо отсутствие необходимости проведения защитных мероприятий ввиду низкого значения риска, или же разработка соответствующих управленческих решений.

Управление риском основывается на результатах оценки риска; на данном этапе разрабатываются мероприятия, направленные на снижение риска и ущерба, на организацию системы мониторинга и оповещения населения об оползневой опасности, вырабатывается план эвакуации населения.

Управление оползневым риском может быть направлено на снижение оползневой опасности (укрепление склона, дренаж, планировка и другие инженерные решения), на защиту территории от воздействия ОГП (установка обвало- и селе улавливающих сооружений), на снижение пространственно-временной вероятности нахождения объектов риска в опасной зоне (создание систем мониторинга и оповещения населения). Другим направлением решения данной задачи может быть избежание воздействия оползня на людей и инженерные сооружения – планирование землепользования, а также прибегая к услугам страховых компаний.

Стоит отметить, что одним из методов снижения оползневого риска является популяризация знаний об оползневой опасности у населения, проводя образовательные компании, создавая специализированные информационные службы.

Таким образом, развитие теории и практического применения методов оценки и управления природными рисками снижает последствия и ущерб, связанные с возможным развитием опасных геологических процессов (оползней, селей, обвалов и др.), и позволяет вырабатывать и принимать необходимые управляющие решения по снижению риска возникновения чрезвычайных ситуаций.

 

Оценка риска от развития карстово-суффозионного процесса

Количественная оценка геологического риска от развития карстово–суффозионного процесса проводится на основании анализа конструктивных решений сооружения и определения размеров возможных карстово-суффозионных провалов.

В соответствии с «Рекомендациями по оценке геологического риска на территории г. Москвы», рассчитывается экономический риск и полный приведенный ущерб от возможных карстово-суффозионных провалов.

Полная стоимость всего проектируемого сооружения, как правило, принимается за 100%. Все результаты по оценке стоимости риска и ущерба приводятся в долях единицы или процентах от стоимости каждой части проектируемого сооружения.

Для оценки риска социальных потерь населения от одномоментных опасностей, выполняется расчет социального риска от возможного образования карстово-суффозионного провала под зданием после окончания строительных работ.

Социальная уязвимость людей в пространстве (в здании) Vss (С) определяется с учетом значения экономической уязвимости конкретного объекта.

Для определения возможных потерь среди населения при образовании карстово-суффозионного провала (как одномоментной геологической опасности) рассчитывается   как индивидуальный, так и полный социальный риск.

На основе полученных результатов исследований разрабатываются рекомендации по необходимым защитным (укрепительным) мероприятиям и мониторингу, направленным на снижение риска проявления геологических процессов и предотвращению опасных деформаций грунтового основания здания или сооружения.

 

 НЕМНОГО ТЕРМИНОЛОГИИ

Риск – это вероятностный ущерб.

Угроза (danger) — природное явление (существующее, например глубинная ползучесть грунтов, или потенциально возможное, такое как обвал), которое может причинить ущерб.

Элемент риска (element at risk) — это люди, здания, инфраструктура, природная среда, подверженная опасному природному процессу (ОПП) на рассматриваемой территории.

Опасность (hazard) — вероятность того, что ОПП произойдет в определенный временной интервал. Сама вероятность может быть величиной статистической или экспертной оценкой.

Под риском (risk) понимают совокупную меру вероятности и ущерба от проявления опасного геологического процесса (ОГП), оказывающего воздействие на людей, инженерные сооружения и природную среду. Количественно риск оценивается выражением «Риск = Опасность х Потенциальный ущерб».

Зарубежные коллеги под оползнями понимают перемещение скальных горных пород, рыхлых отложений и грунта вниз по склону (по Крудену и Варнсу, 1991). Далее в тексте под термином «оползень», исходя из вышеизложенного определения, понимаются опасные геологические процессы (оползень, сель, обвал, осыпь, крип и другие), приведенные в классификации Крудена и Варнса (1996) и принятые в мировой практике.

Международное общество механики грунтов и геотехники (ISSMGE) совместно с Техническим комитетом по оценке и управлению рисками (ТС32) разработали терминологию по оценке риска, основанную на Стандартах некоторых стран (Великобритании, Австралии, Канады), и используемую мировым сообществом. Ниже даны некоторые основные определения.