ТЕМА №4: ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОБСТАНОВКИ ПРИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

«ПСИХОЛОГИЯ»,БАКАЛАВР
ПСРДИЯН Р.А.

ПРИ ПРОГНОЗИРОВАНИИ ЧС.
4.3 ЗАКОНЫ РАЗРУШЕНИЯ ЗДАНИЙ И ПОРАЖЕНИЯ ЛЮДЕЙ.
4.4 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ

ПОСЛЕДСТВИЙ ТЕХНОГЕННОЙ ЧС.
4.5 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОСЛЕДСТВИЙ ЧС В РАЙОНЕ РАЗРУШИТЕЛЬНЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ.
4.6 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОБСТАНОВКИ ПРИ ЛЕСНОМ ПОЖАРЕ.

военного времени положена причинно-следственная связь двух процессов: воздействия поражающих факторов

на объект и сопротивления самого объекта этому воздействию. Оба процесса носят ярко выраженный случайный характер.

Например, в силу того, что невозможно определить заранее достоверно, какая интенсивность колебания земной коры будет действовать в районе расположения здания или какая величина давления во фронте воздушной ударной волны будет действовать на сооружение. Эти поражающие факторы с разной вероятностью могут принимать различные значения.
Кроме того, даже при воздействии одинаковой нагрузки на здания, будет существовать некоторая вероятность их разрушения. На вероятность разрушения зданий влияет разброс прочности материалов, отклонение строительных элементов от проектных размеров, различие условий изготовления элементов и другие факторы.

от ряда других случайных событий. В частности, от вероятности размещения

людей в зоне риска, плотности расселения в пределах населённого пункта и вероятности поражения людей обломками при получении зданиями той или иной степени повреждения.
Итак, можно сделать вывод о том, что для оценки последствий чрезвычайных ситуаций мирного и военного времени, необходимо применять вероятностный подход.

поражающих факторов;
- размещение населенного пункта относительно очага воздействия;
- характеристика грунтов;
-

конструктивные решения и прочностные свойства зданий и сооружений;
- плотность застройки и расселения людей в пределах населённого пункта;
- режим нахождения людей в зданиях в течение суток и в зоне риска в течение года.
Перечисленные характеристики кратко называют пространственно-временными факторами.

вызывающий основные разрушения и поражения.
Поражающие факторы ЧС мирного и военного

времени и их основные параметры приведены в табл.1.1. (следующий слайд)

описываются в виде аналитических, табличных или графических зависимостей. Эти зависимости

позволяют определить интенсивность поражающих факторов той или иной чрезвычайной ситуации в рассматриваемой точке. Зависимости, определяющие поля поражающих факторов при прогнозировании последствий ЧС, называют моделями воздействия, имея в виду то, что они характеризуют интенсивность и масштаб воздействия.

1. Информации, основанной на факте свершившейся ЧС. Характерными параметрами этой

модели являются координаты центра очага, интенсивность или мощность воздействия, время.
2. Функции F(x, y, Ф), называемой функцией распределения случайной величины Ф, характерной для рассматриваемой чрезвычайной ситуации (рис. 1.1, а).

или плотностью вероятности случайной величины Ф.
4. Воздействие может характеризоваться

статистическим материалом по данным натурных наблюдений. В регионе эти модели характерны для наводнений, цунами. Обычно эти модели приводятся в виде таблиц.
5. Интенсивность воздействия может быть задана на основании наблюдений и заблаговременно проведённых расчётов (карта сейсмического районирования территории России, карта цунамирайонирования). Для сейсмоопасных регионов составлены карты детального сейсмического районирования, а для городов проведено микросейсморайонирование. При микросейсморайонировании определяется сейсмичность отдельных площадок (кварталов) в пределах города. Обычно эти модели приводятся в графическом виде (в форме изолиний на картах) или в табличном виде.

вероятностей;
x, y - координаты рассматриваемой точки; Ф - поражающий фактор

(случайная величина)

Функция распределения F(x, y, Ф) случайной величины, характерной для рассматриваемой ЧС, есть вероятность того, что случайная величина Ф в точке с координатами x, y примет значение не выше заданной величины Фз
F(x, y, Ф) = Р( Ф<Фз).

В качестве случайной величины рассматривают параметры поражающих факторов (табл.1.1).
Функция распределения F(x, y, Ф) обладает свойствами:
F(x, y, Ф) - функция неубывающая;
F(- )= 0;
F(+ )= 1.

Плотность распределения f(x, y, Ф) равна производной от функции распределения F(x, y, Ф)
f(x, y, Ф) = F(x, y, Ф) (1.1)
и обратно F(x, y, ф) выражается через плотность f(x, y, Ф) интегралом вида
F(x, y, Фф)= f(x, y,t)dt, (1.2)
где t - переменная интегрирования.

Основное свойство плотности вероятности f(x, y, Ф) - это равенство 1 площади, заключенной между ней и осью Ф (рис. 1.1, б).

Функции распределения F(x, y, Ф) поражающих факторов и плотность распределения f(x, y, Ф) определяют на основе статистической обработки результатов наблюдений или расчетным путем.

Камчатки и Северного Кавказа. Эти зависимости называют региональными моделями воздействия.

В качестве случайной величины региональных моделей воздействия принята интенсивность землетрясения в баллах.

F().

Законы разрушения характеризуют уязвимость сооружений, а законы поражения - уязвимость

людей в зонах ЧС. Эти термины являются основными при прогнозировании последствий ЧС.

Под законами разрушения сооружения понимают зависимость между вероятностью его повреждения и расстоянием до сооружения или интенсивностью проявления поражающего фактора.

вероятность; R - расстояние от центра очага до объекта;

- интенсивность

поражающего фактора

разрушения (рис. 1.2, а). В случае, когда зависимость получают от

поражающего фактора, закон называют параметрическим законом разрушения (рис. 1.2, б). При оценке последствий ЧС в системе гражданской обороны наибольшее распространение получили параметрические законы разрушения. В учреждениях Министерства Обороны России наоборот, наибольшее распространение получили координатные законы разрушения (поражения).

материалов по разрушению жилых, общественных и промышленных зданий от воздействий

поражающих факторов. Если статические материалы по разрушению отдельных типов сооружений отсутствуют, то законы разрушения могут быть получены расчетными методами.

Находят применение законы разрушения двух типов: вероятности наступления не менее определённой степени разрушения (повреждения) сооружений - РАi(); и вероятности наступления определённой степени разрушения (повреждения) сооружений - РВi(). Для построения кривой, аппроксимирующей вероятности наступления не менее определённой степени разрушения (повреждения) сооружений, обычно используется нормальный закон. При этом учитывается, что для одного и того же сооружения может рассматриваться не одна, а несколько степеней разрушения.

закона


где - переменная интегрирования случайной величины;

 = 3,14;

Мi

, i - математическое ожидание и среднее квадратическое отклонение случайной величины для i - й степени разрушения сооружений, определяемые на основании статистической обработки результатов экспериментов и натурных данных или расчётным путём.

теорему о полной группе событий
где m - число рассматриваемых событий.

Учитывается,

что после воздействия поражающего фактора сооружение может быть отнесено к одному из m несовместимых событий:

оказаться целым (событие B0);

получить 1, 2, . . . , i-ую степени разрушения (повреждения) (В1, В2,..., Вi).

непосредственно из следующих зависимостей:

PBn()=PAn();

PBi()=PAi()-PAi+1();

PB2()=PA2()-PA3(); (1.5)

PB1()=PA1()-PA2();

PB0()=PA0()-PA1(),

где PA1(), PA2(), . . .

, PАi+1() - вероятности наступления не менее 1, 2, . . ., i, i+1 степени разрушения (повреждения) сооружений;

n- число степеней разрушения (повреждения) сооружений.

зданий различных типов на воздействие ядерных взрывов и воздействие взрывов

техногенного характера, а также для зданий различной сейсмостойкости на воздействие землетрясения.

определённых степеней разрушения сооружений;

б - вероятность возникновения определённых степеней разрушения

сооружений;

1, 2, . . . , n-ая степени разрушения (повреждения) сооружения

вероятностью поражения людей и интенсивностью поражающего фактора.

теоремы полной вероятности. В расчётах учитывается, что событие Сi(общие, безвозвратные,

санитарные потери) может произойти при получении сооружением одной из степеней повреждения (при одной из гипотез Вi), образующих полную группу несовместимых событий. Расчёты проводятся по формуле

где Р( ) - вероятность поражения людей от воздействия поражающего фактора;

PBi( ) - вероятность наступления i-ой степени повреждения сооружения при заданном значении поражающего фактора (закон разрушения);

P(Cj / Bi) - вероятность получения людьми j-ой степени поражения при условии того, что наступила i-ая степень повреждения здания;

n - рассматриваемое число степеней повреждения здания.

Значения P(Cj / Bi) получают на основе обработки материалов о последствиях аварий и стихийных бедствий.

населения на воздействие воздушной ударной волны. Аналогичные законы поражения получены

для людей, размещённых при землетрясении в зданиях, а также на случай химических и радиационных аварий.

1 - общие потери; 2 - безвозвратные потери;
Рф - давление во фронте воздушной ударной волны ; Рф..расч. - степень защиты укрываемых.

техногенных ЧС и их последствий на основе оценки риска возникновения

пожаров, взрывов, аварий, катастроф.

Прогнозирование техногенных ЧС основано на оценке технического со­стояния оборудования, техники, оценке человеческого фактора и факторов окружающей среды.

Итогом прогнозирования любой техногенной ЧС является определение величины риска ее возникновения, зависящего от многих фак­торов, а также возможные опасные зоны.

оборудование имеет свой «жизненный цикл». Он обычно начинается с установки,

наладки, иногда доработки техно­логического оборудования на предприятии. Люди, которые его будут обслу­живать, как правило, нуждаются в обучении. С началом эксплуатации этого оборудования вероятность аварий значительна как по вине обслуживающего персонала, не имеющего опыта эксплуатации, так и из-за несовершенства самого оборудования. В середине «жизненного цикла» величина риска аварий и катастроф минимальная. В дальнейшем, по мере износа оборудования, величина риска в конце «жизненного цикла» растет.
Для более точного про­гнозирования величины риска и возможных причин ЧС делается следующее. Прежде всего, выявляются источники опасности, оборудование, которое мо­жет вызвать опасные состояния, и исключают из анализа маловероятные случаи. Обычно источниками опасности являются источники энергии, про­цессы и условия эксплуатации оборудования.

емкости под давлением, пружинные механизмы, подвесные устройства, газогенераторы, аккумуля­торные батареи,

приводные устройства, катапультированные предметы, на­гревательные приборы, вращающееся механизмы, электрические генерато­ры, статические электрические заряды, насосы, вентиляторы.

влажность, радиация, химическое замещение, механические удары, окисление, утечки, электрический пробой,

пожары, взрывы и др.
Источники энергии, процессы и условия эксплуатации вызывают различ­ные классы опасности:
1-й класс - это пренебрежимые эффекты;
2-й класс - это граничные эффекты;
3-й класс - это критические ситуации;
4-й класс - это катастрофические последствия.

Очевидно, что источниками ЧС могут быть 3-й и 4-й классы опасности, поэтому они должны быть изучены и на этой основе приняты меры по преду­преждению ЧС.

математической статистики, теории надежности, а также логические и описательные приемы.

В результате строятся диаграммы, отражающие при­чинно-следственные связи на морфологическом, логическом или количест­венном уровне. Можно также построить график, который носит название «де­рево событий». В узлах графа фиксируются события, и указывается вероят­ность их наступления, вычисляемая на основании статистических данных или путем расчета показателей надежности с учетом времени эксплуатации объ­екта. Связи между узлами графа показывают последовательность наступле­ния событий. Пользуясь «деревом событий», можно вычислить вероятность наступления аварийного отказа. Для более эффективного анализа причин часто строят и «дерево отказов», т.е. диаграмму, отражающую логическую совокупность и последовательность событий, приводящих к аварии.

угрозы аварии, которая определяется двумя категориями влияний:

- представляющими угрозу событиями;

-

попаданием в опасную среду.

Отметим типичные причины ЧС техногенного характера:

- события человеческой деятельности: ошибки оператора, водителя,ошибки при обслуживании;

- события, относящиеся к оборудованию: отсутствие смазочного мате­риала в механизме, неправильные сигналы чувствительных элементов и др.;

- события, связанные с окружающей средой: удары молнии, короткое замыкание от затекания воды, наводнения.

чрезвычайного события (аварии, катаст­рофы) возникает проблема прогнозирования и оценки радиуса

или террито­рии поражения. Обычно прогнозируют параметры следующих зон: зоны хи­мического заражения, зоны воздействия ударной волны, зоны пожара. При этом рассматриваются наиболее вероятные случаи ЧС на данном объекте.

техногенного характера проводится комплекс
мероприятий организационного, технического, правового характера, направ­ленных на

недопущение аварий и катастроф, прежде всего на потенциально опасных объектах и на транспорте.

Назовем только основные мероприятия по предупреждению аварий и катастроф на потенциально опасных объектах хозяйствования:

- размещение потенциально опасных объектов на безопасном удалении от жилой застройки и других объектов;

- разработка, производство и применение надежных потенциально опасных промышленных установок;

- внедрение автоматических и автоматизированных систем контроля безопасности производства;

- повышение надежности самих систем контроля;

- своевременная замена устаревшего оборудования;

- своевременная профилактика и техническое обслуживание техники и оборудования;

- соблюдение обслуживающим персоналом правил эксплуатации обо­рудования;

- совершенствование противопожарной защиты и контроль системы пожарной безопасности;

- снижение опасных веществ на объектах до необходимого коли­чества;

- соблюдение правил безопасности при транспортировке опасных ве­ществ;

- использование результатов прогнозирования чрезвычайных ситуаций для совершенствования систем безопасности.

обстановку, а также объемами аварийно-спасательных работ и мероприятий по жизнеобеспечению

населения.

Для оценки инженерной обстановки большие населенные пункты (города) разбиваются на несколько площадок. Значения координат площадок принимаются равными значениям координат их центров. Малые населенные пункты рассматриваются в виде одной элементарной площадки (ее координаты определяются как координаты центра населенного пункта). Затем определяются расстояния от эпицентров землетрясений до центра площадок и рассчитывается интенсивность землетрясения для каждой площадки по формуле 1.9.

При заблаговременном прогнозировании возможная интенсивность землетрясения принимается по картам общего сейсмического районирования территории России (ОСР-78; ОСР-97).

зданий, получивших обвалы, частичные разрушения, тяжелые, умеренные и легкие повреждения,

шт.;

– площадь разрушенной части города, в пределах которой застройка получила тяжелые повреждения, частичные разрушения и обвалы (3, 4 и 5-й степени разрушения), км2;

– объем завалов, м3;

– количество участков, требующих укрепления (обрушения) поврежденных или частично разрушенных конструкций, шт.;

– протяженность заваленных улиц и проездов, м.

Кроме основных показателей, при оценке инженерной обстановки, могут определяться вспомогательные показатели, характеризующие завалы.

Кi — количество зданий i-готипа в городе, Cij — вероятность

получения зданиемi-готипаj-йстепени разрушения по табл. 2 1, п — число типов рассматриваемых зданий (максимальное число типовn=6—А,Б,В,С7,С8,С9)Площадь разрушений части города, в пределах которой застройка получила тяжелые или частичные разрушения и обвалы, определяется по формуле

Общий объем завалов определяется из условия, что при частичном разрушении здания объем завала составляет примерно 50% от объема завала при его полном разрушении

Если город большой, с неравномерной плотностью и этажностью застройки, то расчеты следует производить по участкам застройки (площадкам), на которые предварительно разбивается город. Затем результаты вычислений суммируются.

полном разрушении невелик и составляет, например, для 9-этажных зданий 7

- 9 метров. Поэтому проезды в зонах землетрясений оказываются практически не заваленными. На проезжей части могут оказаться отдельные отлетевшие обломки конструкций зданий. Это подтверждает и опыт землетрясения в Армении. Например, в городе Ленинакан, в старой части города, где ширина улиц не превышала 10 метров, при разрушении 1-2-этажных зданий на проезжей части образовались небольшие завалы из туфовых блоков.

Однако все вышесказанное справедливо только для случаев разрушения зданий без опрокидывания. В районах с пониженной несущей способностью и большой деформированностью грунтов, возможны случаи разрушений высотных зданий с их опрокидыванием. Высота и длина завала в этом случае будет зависеть от размеров здания.
Наиболее характерными повреждениями дорог в зонах разрушений при землетрясениях являются: разрушение участков дорог вследствие оползней; образование трещин (до несколько десятков сантиметров) в дорожном полотне, а также разрушение дорожного покрытия (в девятибальной зоне).
В горной местности возможно образование каменных и снежных завалов, разрушение мостов, путепроводов, тоннелей.

Следует отметить, что при землетрясении 9 баллов и более могут быть разрушены аэродромные покрытия.

населения в зонах разрушительных землетрясений, относятся:

∙численность пострадавших людей, структура потерь,

∙численность

людей, оказавшихся под завалами и оставшихся без крова;

∙потребность во временном жилье (палатках, домиках),

∙пожарная обстановка,

∙радиационная и химическая обстановка в зоне разрушений.

Количество людей, оказавшихся без крова, принимается равным численности людей, проживавших в зданиях, получивших тяжелые повреждения, частичные разрушения и обвалы.

Анализ последствий землетрясений показывает, что в среднем в половине зданий, частично разрушенных и обвалившихся, возможно возникновение пожаров

который учитывает основные факторы, влияющие на пожарную опасность лесных горючих

материалов. Этот показатель определяется по формуле:

где tо — температура воздуха в 12 часов по местному времени; т° — точка росы в 12 часов (дефицит влажности); n — число дней после последнего дождя (по ним ведется суммирование). В зависимости от значения .К различают следующие классы пожарной опасности погоды; I (К< 300); II (300 <К< 1000); III (1000 < К< 4000); IV (4000 < К< 12 000); V (К> 12 000)

опасности возникновения в них пожаров

соответствует свое значение комплексного показателя пожарной опасности, при котором возможно

возгорание лесного массива (табл. 2.3)

горения), локализация, дотушивание (тушение всех очагов горения внутри пожарища) и

окарауливание.
Существуют следующие основные способы пожаротушения : захлестывание или забрасывание грунтом кромки пожара, устройство заградительных и минерализированных полос и канав, тушение пожара водой или растворами огнетушащих химикатов, отжиг (пуск встречного огня).