В случае аварии с разрушением напорного фронта гидроузла (плотины) население может подвергнуться воздействию волны прорыва, поэтому целесообразно рассмотреть критерии и показатели эффективности тех или иных мероприятий по защите населения при катастрофическом затоплении.
Исходя из особенностей протекания таких аварий и их последствий можно выделить три последовательных временных этапа: чрезвычайный (ранний), промежуточный и отдаленный. На каждом этапе аварии проводятся специфические мероприятия по защите населения.
На раннем этапе поражение населения обусловлено воздействием волны прорыва, плывущих предметов, пребыванием в холодной воде, аспирацией воды. Для оценки воздействия волны прорыва и плывущих предметов установлены критические значения ее параметров (летальный исход для человека): Н = 1, 5 м. (глубина потока); V= 2,5 м/с (скорость потока) и для детей и лиц пожилого возраста – 1,5 м/с. При значениях параметров, превышающих эти величины, возможны массовая гибель тяжелые поражения людей.
Для оценки последствий длительного пребывания людей в воде необходимо учитывать: если ее температура ниже 10-15 ºС, возможна гибель в течение первых 10-15 минут, причиной которой станет «холодный шок». Таким образом, для оценки опасности можно использовать показатель, отражающий факт попадания человека в гибельную по тем или иным параметрам зону (ситуацию).
Наличие незатапливаемых и неразрушаемых волной прорыва частей сооружений и участков местности позволяет использовать их для укрытия населения. В случае длительного затопления (особенно в холодное время года) нужно обеспечивать жизнедеятельность спасающихся таким образом людей или эвакуировать их за пределы зоны затопления. Таким образом, это мероприятие позволяет уберечь население от непосредственного воздействия волны прорыва, но может потребовать дальнейших усилий по его защите.
Для более четкого планирования и реализации защитных мероприятий лучше всего разделить их на два этапа. На первом – до затопления местности (населенного пункта) осуществляется эвакуация и укрытие населения на незатапливаемых частях сооружений (участках местности), на втором этапе – после затопления сосредотачиваются усилия на спасении людей, оказавшихся в воде и на незатапливаемых участках (частях зданий, сооружений), оказании медицинской помощи пострадавшим, обеспечении жизнедеятельности населения. На рисунке 1 Приложения 2 на стр. ___ показаны все ситуации (состояния), в которых может оказаться население при катастрофическом затоплении с учетом проводимых защитных мероприятий. Ситуации 8, 9 и 10 однозначно приводят к гибели людей. Ситуации 4-7 требуют проведения спасательных работ. Наиболее благоприятные ситуации 1-3 складываются только благодаря эвакуации населения и обеспечения его жизнедеятельности. Ситуация 4 и 5 будут отличаться только при температуре воды от 15 до 22-24 0C. При более низкой температуре население погибнет в течение 10-15 минут, а при более низкой – пребывание в течение нескольких часов в воде приводит к переохлаждению организма. Критические параметры (летальный исход для человека): T = 10 – 15мин (время пребывания в воде) t0 = 2 – 3C0 (температура воды). С учетом изложенного, для оценки эффективности комплексов защитных мероприятий обоих этапов следует использовать показатели, отражающие распределение населения по указанным состояниям в результате проведения какого-либо варианта этих мероприятий:
1. Доля населения, равная сумме:
- доля населения, эвакуированного до прихода волны прорыва (состояния 1 и 5 на первом этапе);
- доля населения, эвакуированного при проведении спасательных работ (население переходит на втором этапе из состояния 4,6 и 7 в состояние 1).
2. Доля населения, равная разности:
- доля населения, укрывшегося на незатапливаемых частях сооружений и участках местности (состояния 2,3,6 и 7 на первом этапе);
- доля населения, вывезенного с незатапливаемых участков (население переходит на втором этапе из состояний 6 и 7 в состояние 1).
3. Доля населения, равная разности:
- доля населения, оказавшегося в воде в зоне с параметрами волны прорыва ниже критических для населения (состояние 4 на первом этапе);
- доля населения, извлеченного из воды при проведении спасательных работ (население переходит на втором этапе из состояния 4 в состояние 1).
4. Доля населения, равная сумме:
- доля погибшего населения (состояния 8,9 и 10 на первом этапе);
- доля населения, погибшего из-за несвоевременного оказания помощи и недостаточного обеспечения жизнедеятельности (население переходит на втором этапе из состояний 1,2,3,4 соответственно в 5,6,7 и 8).
Таким образом, комплекс защитных мероприятий будет оптимальным, если доля в п.1. будет равна единице, а в остальных пунктах нулю, и удовлетворительным, если доли населения в п.п. 3 и 4 будут равны нулю. С учетом того, что исключать возможность потерь населения нельзя, критерий выбора рациональных комплексов мероприятий следующий: необходимо минимизировать долю населения в п. 4 (погибшего) и максимизировать сумму доли населения в п.п. 1 и 2 (эвакуированного и спасенного) [6].
В соответствии с характером разрушений, характеристикой местности и населенных пунктов, подвергшихся воздействию волны прорыва и затопления, параметров поражающих факторов для данной чрезвычайной ситуации были сформированы 3 варианта комплексов защитных мероприятий.
Вариант 1.
Население оповещается об угрозе катастрофического затопления. Если возможно, указывается время до прихода волны прорыва. После получения сигнала находящееся дома или на рабочих местах население должно отключить нагревательные приборы, газ, производственное оборудование, одеть детей, взять документы, деньги и быстро, но без паники начать движение в заранее определённом направлении или в заранее указанные незатапливаемые места неразрушаемых волной прорыва зданий и сооружений. Населению, находящемуся на улицах (вдали от зданий), необходимо в соответствии с доводимой информацией без промедления покинуть опасную зону. Так как продолжительность затопления значительна и практически равна допустимому времени пребывания на незатапливаемых местах, требуется жизнеобеспечение населения.
Вариант 2.
После оповещения население в течение времени, необходимого для подготовки и подачи транспортных средств, собирается на место посадки. Транспорт с людьми направляется в безопасные районы. Так как продолжительность затопления местности около 4-х суток, необходимо жизнеобеспечение эвакуируемого населения.
Вариант 3.
Для спасения населения, оказавшегося в воде в результате затопления местности, и вывоза в безопасные районы осуществляются спасательные работы с использованием плавательных средств. После извлечения людей из воды пострадавшим оказывается медицинская помощь. Обеспечивается жизнедеятельность людей. Население, которое укрылось до прихода волны прорыва на незатапливаемых частях объектов и участках местности, после развертывания спасательных сил и средств при длительном затоплении местности вывозится в безопасные районы и обеспечивается его жизнедеятельность.
Население пгт. Павловка и пгт. Кр. Ключ подвергнется воздействию большого количества (около 8-8,5 тыс. м3/с) бегущей воды, движущейся с большой скоростью, разрушающей и сметающей практически все на своем пути (для зданий и сооружений в основном сильные и полные разрушения), и, учитывая отсутствие возможностей использования незатапливаемых частей каких либо зданий и сооружений, вероятность того, что кто-либо сможет остаться в живых при таком воздействии хотя бы до начала проведения спасательных работ, буде практически равной нулю. Таким образом, в этой зоне нерационально применение комплексов мероприятий по защите населения, одержащих в своем составе мероприятия по проведению спасательных работ.
С учетом вышесказанного очевидно, что основное значение приобретают мероприятия, обеспечивающие выход или при наличии времени на подачу и дальнейшее движение транспортных средств, вывоз населения до прихода волны прорыва. Так как длительность сохранения высоких уровней затопления превышает допустимое время пребывания населения, выведенного или вывезенного из-под воздействия (до прихода) волны прорыва, без задействования соответствующих систем жизнеобеспечения с учетом условий его размещения в безопасной (незатапливаемой) зоне, вполне очевидна необходимость проведения комплексов, содержащих мероприятия по обеспечению жизнедеятельности.