Анализ и прогноз последствий техногенных ЧС на опасных производственных объектах

Практическое занятие  №4

Тема: Анализ и прогноз  последствий техногенных ЧС на опасных  производственных объектах

 

Задание 1

Оценка и прогноз последствий  от землетрясений

 

Задача: Выполнить прогнозирование и оценку обстановки, сложившейся в населенном пункте К, расположенном на расстоянии R = 20км от эпицентра землетрясения силой 7 магнинтуд по шкале Рихтора. Очаг находится на глубине Н = 60км. Землетрясение произошло в 08 час.30 мин. Размер населенного пункта N 30х1км (площадь составляет 30 кв.км). В центре населенного пункта на площади 25 кв.км расположены 60 домов высотой 5 метров, в которых проживает 120000 человек . На площади 5 кв.км в 500 домах высотой 12 метров из тесанного камня проживает 50 000 человек

Выполнить: Прогнозирование и оценку обстановки, сложившейся в населённом пункте после землетрясения.

 

Решение

1. Интенсивность землетрясения.

 

I = aз + вз * М – Сз * lg = 3 + 1,5*7 – 3,5*lg = 7 баллов

 

2. Тип зданий. Дома со стенами из местных строительных материалов относятся к типу «А», типовые здания - «С9» . Тогда имеем количество зданий типа «А» получивших разрушения:

P1 = 60 * 0,13 = 8 ед    1й степени;

Р2 = 60 * 0,37 = 23 ед  2й степени;

Р3 = 60 * 0,34 = 21 ед  3й степени;

Р4 = 60 * 0,13 = 8 ед     4й степени;

Р5 = 60 * 0,03 = 2 ед    5й степени.

Количество зданий типа «С9» получивших разрешения:

P1 = Р2 = Р3 = Р4 =Р5 = 500 • 0 = 0 ед.

 

3, Плотность застройки.

а) для домов типа А;

 

Ф = N/S = 60/25 = 3 (зд/км2)

 

б) для домов типа С9;

 

Ф = 500/5 = 100 (зд/км2)

 

4. Площадь разрушений частей  населенного пункта К, где произошли разрушения 3,4 и 5 степени.

а) для зданий типа «А»;

 

SразрА = = 10,33 (кв.км)

 

б) для зданий типа «С9»;

 

SразрС9= = 0 (кв.км)

 

в) общая площадь разрушений;

 

Sразр = SразрА + SразрС9 = 10,33 (кв.км)

 

5. Объем завалов (они образуются  при 4 и 5 степени разрушений);

 

W = (0,5*0,13 + 0,03) 235,52 (куб.м)

 

d = S’*N/S = 50*60/25*10 = 0,12*10

 

6. Протяженность заваленных проездов;

 

Lпр = 0,6 * Sразр = 0,6 * 10,33 = 6,198 (км)

 

7. Дальность разлета обломков и высота завалов (только для зданий «А», т.к. у 
них 4 и 5 степень разрушения );

 

l = 5/3 = 1,66 (м) – дальность разлета обломков

 

h = 200/102,5 = 1,95 (м) – высота завалов

 

8. Количество аварий на коммунально - энергетических сетях.

 

Ккэс = 8 * 10,33 = 83

 

9. Ожидаемые потери населения  (они имеются согласно таблице  5 только в зданиях типа «А») для временных 8 час. 30 мин.

 

а) общие Мо = 0,6 * 0,14 = 10416 (чел)

 

б) безвозвратные Мо = 0,6 * 0,05 = 3720 (чел)

в) санитарные потери Мс =10416 - 3720 = 6696 чел.

 

10. Число людей, оказавшихся без крова - жилья (здания 3,4 и 5 степени разрушений).

 

G = 62000 (чел).

 

11. Количество возможных  пожаров ( в зданиях 4,5 степени  разрушений)

Чп = 11 : 2 = 6 (пож)

Выводы:

1. Прогнозируется землетрясение в 7 баллов по международной шкале МСК - 64.

2. От прогнозируемого землетрясение получат разрушения: 3-й степени – 21 дом типа «А», 4-й степени - 8 домов типа «А», 5-й степени - 3 дома типа «А».

3. В населенном пункте «К» общая площадь разрушений составит – 10,33 км^2, 
объем завалов будет: 235,52 м³, высотой до 1,95 метра, при этом произойдет 83 
аварии на коммунально-энергетических сетях и около 6 пожаров в жилых 
домах и квартирах.

4. Ожидаются потери населения:

• общие - 10416 чел.
• безвозвратные – 3720 чел.

- санитарные - 6696 чел.

5. Число людей нуждающихся в жилье составит около 62 тыс. человек.

6. Для проведения неотложных аварийно - спасательных работ требуется мобильный сводный отряд МЧС, укрепленный медицинскими и пожарными подразделениями.

 

Задание 2

Тема: Оценка и прогноз обстановки цунами

 

Задача: В океане на расстоянии L = 1500 км от берега произошло землетрясение с магнитудой Мз = 8,0 , которое вызвало цунами. Средняя глубина океана Нг = 5500м, уклон берега I = 0,002. На побережье океана с 3 до 15 км от уреза воды расположен город А площадь S = 120 кв.км, с плотность проживания = 750 чел/км² строения которого состоит из кирпичных и панельно-каркасных зданий, связанных между собой дорогами с асфальтным покрытием.

Определить: Параметры цунами на берегу и его разрушительные факторы для жизнедеятельности населения в городе.

 

I Основные параметры цунами.

1. Скорость распространения волн .

 

С = = 232,2 (м/с)

 

Н - глубина бассейна в месте определения скорости, м.

 

2. Время распространения волн  цунами до берега.

 

Т = 1500000/232,2 = 6461 (с) = 108 (мин).

 

L - расстояние от эпицентра до берега, м.

 

3. Высота волны цунами на береговой линии (на урезе воды) табл. 1.2

 

а) hyр = 1,5h0 = 1,5*6 = 9 (м)

 

б) hур = 1*10,24 = 10,24 (м)

 

ho - высота главной волны;

hr- высота волны на глубине принимается 1 - 2м;

Нг - глубина океана, где эпицентр моретрясения, м;

Нм - глубина воды на мелководье, принимается  равной ОД - 0,5 м.

 

 

 

 

4. Скорость распространения потока волны.

 

Uур = 3 9,5 (м/с)

 

5. Коэффициент шероховатости распространения потока воды

 

n = 0,105 * 5 * 0,045 = 0,0236

 

6. Дальность распространения волны  цунами на побережье.

 

Lк = 4744 (м) = 4,744 (км)

 

hk - глубина потока в конечной рассматриваемой точке (м), при которой ущерб минимальный принимается 0,5 м.

 

II Основные разрушающие факторы цунами.

 

1. Инженерная обстановка в районе возможного воздействия цунами,

а) в соответствии с таблицей 1.3.

*полные разрушения (зона V) в городе будут (при высоте волны h > 2,5м ) на расстоянии от уреза воды:

 

Lv = 3,72 (км)

 

*сильные разрушения (зона  IV) в городе будут (при высоте волны 2,5 > h > 2м) на расстоянии от уреза воды:

 

LIV = 3,98 (км)

 

*средние разрушения (зона III) в городе будут (при высоте волны 2> h > 1,5 м) на расстоянии от уреза воды:

 

LIII = 4,23 (км)

 

*слабые разрушения (зона II) в городе будут (при высоте волны 1,5> h > 1 м) на расстоянии от уреза воды:

 

LII = 4,5 (км)

 

 

*повреждения (зона I) в городе будут (при высоте волны h < 1м) на расстоянии от уреза воды равным L_K:

 

Li = Lk = 4,744 (км)

 

б) Коммунально-энергетические сети (КЭС) в городе будут разрушенными 
на расстоянии 3,98 км от среза воды.

 

в) дороги в городе будут размыты и разрушены на расстоянии от 3,98 км (в 
пределах всей зоны затопления) будут завалены обломками разрушенных зданий и строений.

 

2. Высота волны на различных  расстояниях (S) от берега.

Lv = 3,72 (км); LIV = 3,98 (км); LIII = 4,23 (км); LII = 4,5 (км); LI = 4,744 (км)

 

h1 = (10 – 0,002*3720)(1- 0,0236) = 2,5 (м)

 

h2 = (10 – 0,002*3980)(1- 0,0236) = 2 (м)

 

h3 = (10 – 0,002*4230)(1- 0,0236) = 1,5 (м)

 

h4 = (10 – 0,002*4500)(1- 0,0236) = 1 (м)

 

h5 = (10 – 0,002*4744)(1- 0,0236) = 0,5 (м)

 

3. Скорость распространения гидравлического  потока волны цунами при h1 = 2,5 м; h2 = 2 м; h3 = 1,5 м: h4 = 1 м; h5 = 0,5 м.

 

для Lv = 3,72 => U1 = Uур (h/hур) = 9,5 (2,5/10) = 3,6 (м/с)

 

для LIV = 3,98 => U2 = Uур (h/hур) = 9,5 (2/10) = 2 (м/с)

 

для LIII = 4,23 => U3 = Uур (h/hур) = 9,5 (1,5/10) = 1,43 (м/с)

 

для LII = 4,5 => U4 = Uур (h/hур) = 9,5 (1/10) = 1 (м/с)

 

для LI = 4,744 => U5 = Uур (h/hур) = 9,5 (0,5/10) = 0,48 (м/с)

 

h - высота волны на различных расстояниях от берега;

hyp - высота волны на береговой линии.

 

4. Давление гидравлического потока  на расстоянии:

Lv = 3,72 (км); LIV = 3,98 (км); LIII = 4,23 (км); LII = 4,5 (км); LI = 4,744 (км)

 

Р1= 1000(9,8 • 2,5 +1,4 * 12,96) = 42,6 кПа

 

IV Зона разрушений (средние) табл.2.

Р2= 1000(9,8 • 2 +1,4 * 4) = 25,6 кПа

 

III. Зона разрушений (средние) Табл.2.

Р3= 1000(9,8 • 1,5 +1,4 * 2) = 17,8 кПа

 

II Зона разрушений (слабые) табл.2.

Р4= 1000(9,8 • 1 +1,4 * 1) = 11,4 кПа

 

I. Зона повреждения, табл.2.

Р5= 1000(9,8 • 0,5 +1,4 * 0,23) = 5,32 кПа

 

5. Жизнедеятельность населения  в районе возможного воздействия  цунами:

*Число пострадавших, при высоте  волны h > 1 м (включает зоны V,IV,III, II)

 

Nпостр = S’зат * = 10(4,5 – 3) * 750 = 11250 (чел)

 

* Число людей, оставшихся без  крова (включает зоны V,IV,III).

 

N = S’’зат * = 10(4,23 – 3) * 750 = 9225 (чел)

 

Вывод: 1. Площадь полных разрушений составит: Sv = 10(4,744 - 3) = 17,44 км²;

  2. Площадь сильных разрушений составит: Srv = 10(4,744 - 4,5)= 2,44 км²;

  3. Площадь средних разрушений составит: Sin =10(4,5 - 4,23)= 1,7 км²;

              4. Площадь слабых разрушений составит: Sn =10 (4,23 - 3,98) = 2,5 км²;

              5. Площадь повреждений составит: Si = 10 (3,98 - 3,72)= 2,6 км²;

              6. Число пострадавших Мпостр = 11,250 тыс.чел.

              7. Число людей, оставшихся без крова N = 9,225 тыс.чел.

 

Задание 3

Тема: Оценка и прогноз природных пожаров

 

Задача: На участке леса сосняков с лиственными породами, лесопожарный коэффициент которого = 0,5, в следствии следующих метеоусловий: первую неделю температура воздуха была 25°С, относительная влажность 60%; вторую неделю температура воздуха была 28°С, относительная влажность 50% ; третью неделю температура воздуха была 30°С, относительная влажность 40%; 21 день не было дождя и произошел пожар. Его время свободного развития составило 20 часов, скорость ветра в лесу 1 м/с. Расстояние от очага пожара до лесного пункта 5 км.

Определить:

1. Класс и степень пожарной опасности на прогнозируемом участке леса.
2. Вид, класс и размеры возможного пожара по времени свободного его развития.
3. Определить среднюю линейную скорость распространения фронта пожара и 
   время через которое огонь будет непосредственно угрожать селению.

 

Решение

1. Определяем комплексный показатель пожарной опасности.

 

           К = 7(25 – 16,2)*27 + 7(28 -16)*34 + 7(30 – 13,9)*41 = 1663,2 + 2856 + 4620,7 = 9139,9

 

2. Определяем класс и степень пожарной опасности по таблице 2, для К = 9139,9 
соответствует: 4 класс пожарной опасности и степень пожарной опасности 
«выше средней».

3. Определяется возможный вид пожара на прогнозируемом участке леса по таблице 3, для хвойного леса (сосняки) при К>5000 возможен «верховой пожар».

4. Определяется площадь S и периметр Рп пожара на момент его обнаружения по 
номограмме рис. 1. при tpaзв = 20ч S = 290 га, Рп =8,4км, лесной пожар относится к «крупным».

5. Определяем среднюю линейную скорость распространения пожара.

 

Vл(ср) = 3,333 * 0,7 * 0,87 * 1 = 2,03 (м/мин)

 

 

 

6. Определяем время подхода огня  к населенному пункту.

 

= L/Vл(cр) = 3510/2,03 = 1729,1 (мин) = 28,82 (ч), т.е. через день

 

Выводы:

1. На прогнозируемом участке  леса при заданных метеоусловиях  может возникнуть 4 класс пожарной  опасности со степенью пожарной  опасности «выше средней».

2. При возникновении пожара возможен «верховой пожар», при свободном развитии tразв = 20ч, площадь пожара составит 290 га, периметр 8,4 км, пожар относится к «среднему» классу.

3. Средняя линейная скорость распространения фронта пожара составляет 
   2,03 (м/мин).
4. Огонь лесного пожара будет непосредственно угрожать населенному пункту через сутки, если не предпринимать мер по его ликвидации.