Примем для определенности, что землетрясение произошло ночью, когда 94% населения (табл. П.3.1) находится в жилых домах, и в бескаркасных зданиях из местных материалов проживает 20% жителей населенного пункта (N3= 0,94 • 0,2 • 50 000 = 9 400 человек).
Тогда по формулам (5.9):
(чел.); (чел.); (чел.).Кирпичные малоэтажные здания на полускальных грунтах.
Так как грунт, на котором построены эти здания, полускальный, то приращение балльности для грунта (по сравнению с гранитом), на котором построено здание, составляет
=1,36 (см. табл. 5.1), а приращение балльности для песчаного грунта в окружающей местности составляет 1,6 поэтому (балла).Для зданий рассматриваемого типа параметр сейсмостойкости Jс = 5,5 (см. табл. 5.2), тогда Jреал – Jс = 7,54 - 5,5 = 2,04, и, согласно табл. 5.5, Iср = 1,5. При I= Iср — 1,5 < 2 вероятности общих и безвозвратных потерь населения в домах рассматриваемого типа при условии, что все дома получат разрушения не более 2 степени, по данным табл. 5.4 составят
и , т. е. люди не пострадают.В соответствии с данными табл. П.2 по разности величин Jреал — Jс = 2,04
(принимаем Jреал — Jс
2) находим вероятность возникновения различных степеней повреждения зданий: для первой степени ; для второй степени ; для третьей степени .Крупнопанельные здания, построенные на полускальных грунтах.
Так как грунт, на котором построены эти здания, полускальный, то приращение балльности для грунта (по сравнению с гранитом), на котором построено здание, составляет
Jпост = 1,36 (см. табл. 5.1), а приращение балльности для песчаного грунта в окружающей местности Jо.м составляет 1,6, поэтому (балла).Для зданий рассматриваемого типа параметр сейсмостойкости Jс = 6,5 (см. табл. 5.2), тогда Jреал – Jс = 7,54 - 6,5 = 1,04 и, согласно табл. 5.5, Iср = 0,5. При I= Iср = 0,5 < 2 люди не пострадают (см. табл. 5.4).
Легко убедиться в том (см. табл. П.2), что при Jреал – Jс = 1,04 40% зданий рассматриваемого типа вообще не получит повреждений, 50% зданий получит повреждения первой степени, 10% —второй.
Таким образом, наибольшую опасность представляют бескаркасные здания без фундамента из местных материалов, жители которых могут серьезно пострадать.
Прогнозирование и оценка обстановки при чрезвычайных ситуациях природного характера осуществляется с использованием специальных методик и рекомендаций , часть некоторых из них изложена в данной методичке и в учебном пособии «Безопасность жизнедеятельности в ЧС природного и техногенного характера»- М.;Высш. шк.,2006г. В.А. Акимов, Ю.Л.Воробьев.
При заблаговременном прогнозировании обстановки в чрезвычайных ситуациях техногенного характера, как правило, принимают следующие допущения
— рассматривают негативные события (источники чрезвычайных ситуаций), наносящие наибольший ущерб;
— масса (объем) выброса (сброса) вещества (энергии) при техногенной аварии соответствует максимально возможной величине или объему наибольшей емкости;
— метеоусловия (класс устойчивости атмосферы, скорость и направление ветра, температура воздуха, влажность и т. п.) принимаются наиболее благоприятными (инверсия, скорость ветра 1 м/с, температура 20°С) для распространения пыле-паро-газово-го облака (радиоактивного, токсического, взрывоопасного);
— распределение населения в домах, на улице, в транспорте, на производстве принимается соответствующим среднестатистическому, с равномерной плотностью населения (персонала) в пределах населенного пункта (объекта экономики).
Рассмотрим методы прогнозирования последствий некоторых техногенных аварий.
Прогнозирование и оценка обстановки при авариях, связанных со взрывами.
Прогнозирование обстановки при взрывах заключается в определении размеров зон возможных поражений, степени поражения людей и разрушения объектов. Для этого обычно используют один из двух методов прогнозирования последствий взрывов: детерминированный (упрощенный) и вероятностный.
При детерминированном способе прогнозирования поражающий эффект ударной волны определяется избыточным давлением во фронте ударной волны
Рф (кПа), в зависимости от величины которого находятся степени поражения людей: Рф, кПа Менее 10 10-40 40-60 60-100 Более 100Степень Безопасное Легкая Средняя (крово- Тяжелая Смертельное поражения людей избыточное давление (ушибы.,потеря слуха) течения, вывихи, (контузии) поражение сотрясения мозга) и степени разрушения зданий (табл. 5.19)
Избыточное давление во фронте ударной волны
Рф (кПа), при котором происходит разрушение объектовТаблица 5.19
Объект | Разрушение | |||
полное | сильное | среднее | слабое | |
Здания жилые: | ||||
кирпичные многоэтажные | 30…40 | 20…30 | 10…20 | 8…10 |
кирпичные малоэтажные | 35…45 | 25…35 | 15…25 | 8…15 |
деревянные | 20…30 | 12…20 | 8…12 | 6…8 |
Здания промышленные: | ||||
с тяжелым металлическим или ж/б каркасом | 60…100 | 40…60 | 20…40 | 10…20 |
с легким металлическим каркасом или бескаркасные | 80…120 | 50…80 | 20…50 | 10…20 |
Промышленные объекты: | ||||
ТЭС | 25…40 | 20…25 | 15…220 | 10…15 |
котельные | 35…45 | 25…35 | 15…25 | 10…15 |
трубопроводы наземные | 20 | 50 | 130 | - |
трубопроводы на эстакаде | 20…30 | 30…40 | 40…50 | - |
трансформаторные подстанции | 100 | 40…60 | 20…40 | 10…20 |
ЛЭП | 120…200 | 80…120 | 50…70 | 20…40 |
водонапорные башни | 70 | 60…70 | 40…60 | 20…40 |
станочное оборудование | 80…100 | 60…80 | 40…60 | 25…40 |
кузнечно-прессовое оборудование | 200…250 | 150…200 | 100…150 | 50…100 |
Резервуары, трубопроводы: | ||||
стальные наземные | 90 | 80 | 55 | 35 |
газгольдеры и емкости ГСМ и химических веществ | 40 | 35 | 25 | 20 |
частично заглубленные для нефтепродуктов | 100 | 75 | 40 | 20 |
подземные | 200 | 150 | 75 | 40 |
автозаправочные станции | - | 40…60 | 30…60 | 20…30 |
перекачивающие и компрессорные станции | 45…50 | 35…45 | 25…45 | 15…25 |
Резервуарные парки (заполненные) | 90…100 | 70…90 | 50…80 | 20…40 |
Транспорт: | ||||
металлические и ж/б мосты | 250…300 | 200…250 | 150…200 | 100…150 |
ж/д пути | 400 | 250 | 175 | 125 |
Тепловозы с массой до 50 т | 90 | 70 | 50 | 40 |
цистерны | 80 | 70 | 50 | 30 |
вагоны цельнометаллические | 150 | 90 | 60 | 30 |
вагоны товарные деревянные | 40 | 35 | 30 | 15 |
автомашины грузовые | 70 | 50 | 35 | 10 |
Примечания: слабые разрушения — повреждение или разрушение крыш, оконных и дверных проемов. Ущерб—10—15% от стоимости здания; средние разрушения — разрушения крыш, окон, перегородок, чердачных перекрытий, верхних этажей. Ущерб — 30—40%; сильные разрушения — разрушение несущих конструкций и перекрытий. Ущерб — 50%. Ремонт нецелесообразен; полное разрушение — обрушение зданий.
При вероятном способе прогнозирования поражающее действие ударной волны определяется как избыточным давление на фронте ударной волны
Рф (кПа), так и импульсом фазы сжав ударной волны I+ (кПа * с).Степень поражения (разрушения) Рпор (%) (см. табл. П. 1) определяется в зависимости от пробит-функции Рr, являющейся функцией
Рф (кПа) и I+ (кПа * с) (табл. 5.20).Выражение пробит-функций для разных степеней поражения (разрушения)
Таблица 5.20
Степень поражения(разрушения) | Пробит-функция |
Поражение человека | |
1. Разрыв барабанных перепонок | Рr = -12,6 + 1,524 ln Рф |
2. Контузия | Рr = 5 – 5,74 ln{4,2/(1 + Pф/Ро + 1,3/[I+/( )]},где m – масса тела, кг |
3. Летальный исход | Рr = 5 – 2.44 ln [7,38/ Pф + 1,9*103/( РфI+)] |
Разрушение зданий | |
1. Слабые разрушения | Pr = 5 – 0,26 ln [(4,6/ Pa)3,9 + (0,11/I+)5,0] |
2. Средние разрушения | Pr = 5 – 0,26 ln [(17,5/ Pa)8.4+ (0,29/I+)9,3] |
3. Сильные разрушения | Pr = 5 – 0,22 ln [(40/ Pa)7,4 + (0,26/I+)11,3] |
При полном разрушении зданий под действием взрыва образуются завалы, форма и размеры которых зависят от размеров здания и особенностей взрыва. При взрыве внутри здания обломки разлетаются во все стороны равномерно, а при взрыве вне здания — смещаются в направлении распространения ударной волны (рис. 5.4).