Оценка обстановки при чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера
Федеральное
агентство связи
Государственное
образовательное учреждения высшего профессионального образования
"Сибирский государственный университет телекоммуникаций и
информатики"
(ГОУ ВПО
"СибГУТИ")
Методические
рекомендации
по
выполнению расчетно-практической работы
по
Безопасности жизнедеятельности
Оценка
обстановки при чрезвычайных ситуациях (ЧС) природного и техногенного характера
Новосибирск
2011г
Цель занятия:
освоение методики оценки очагов поражения, возникающих при ЧС природного
и техногенного характера; знакомство с методами защиты населения и персонала
предприятий при ЧС природного и техногенного характера
Задание и порядок выполнения
Задача 1
При аварии (разрушении) емкостей с
аварийно-опасными химическими веществами (АОХВ) оценка производится по
фактически сложившийся обстановке, т.е. берутся реальные количества вылившегося
(выброшенного) ядовитого вещества и метеоусловия (исходные данные к задаче даны
в таблице 2.1).
Таблица 2.1
|
Исходные
данные
|
Вариант
|
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
|
Q,т
|
10
|
25
|
50
|
75
|
10
|
10
|
25
|
50
|
75
|
10
|
|
R,
км
|
0,7
|
1,2
|
1,7
|
2,2
|
2,7
|
0,5
|
1,0
|
1,5
|
2,0
|
2,5
|
|
V,
м/с
|
3
|
1
|
4
|
2
|
3
|
4
|
3
|
2
|
1
|
4
|
|
N,
чел
|
70
|
60
|
50
|
80
|
60
|
50
|
40
|
70
|
60
|
80
|
|
X,
%
|
30
|
20
|
50
|
60
|
70
|
50
|
40
|
0
|
20
|
|
Вещество
|
аммиак
|
хлор
|
сернистый
ангидрит
|
аммиак
|
хлор
|
сероводород
|
хлор
|
аммиак
|
сернистый
ангидрит
|
сероводород
|
|
ρ, m/м³
|
0,68
|
1,56
|
1,46
|
0,68
|
1,56
|
1,54
|
1,56
|
0,68
|
1,46
|
1,54
|
|
Вертикальная
устойчивость воздуха
|
инверсия
|
конвекция
|
изотермия
|
инверсия
|
конвекция
|
изотермия
|
конвекция
|
изотермия
|
инверсия
|
конвекция
|
Методика оценки химической обстановки включает в
себя следующие этапы:
1. Определяем
возможную площадь разлива АОХВ по формуле:
(2.1)
где G- масса
АОХВ, т;
р - плотность АОХВ, т/м³;
,05- толщина слоя разлившегося АОХВ,
м;
1. Находим
глубину зоны химического заражения (Г) по таблице 2.2 с учетом примечания.
Глубина распространения облака, зараженного
АОХВ, на открытой местности, км (емкости не обвалованы, скорость ветра 1 м/с;
изотермия)
Таблица 2.2
|
Наименование
АОХВ
|
Количество
АОХВ в емкостях (на объекте), т
|
|
5
|
10
|
25
|
50
|
75
|
100
|
|
Хлор,
фосген
|
4,6
|
7
|
11,5
|
16
|
19
|
21
|
|
Аммиак
|
0,7
|
0,9
|
1,3
|
2,4
|
3
|
|
Сернистый
ангидрид
|
0,8
|
0,9
|
1,4
|
2
|
2,5
|
3,5
|
|
Сероводород
|
1,1
|
1,5
|
2,5
|
4
|
5
|
8,8
|
Примечание:
1. Глубина
распространения облака при инверсии будет примерно 5 раз больше, а при
конвекции- в 5 раз меньше, чем при изотермии.
2. Глубина
распространения облака на закрытой местности в населенных пунктах со сплошной
застройкой, в лесных массивах) будет примерно в 3,5 раза меньше, чем на
открытой, при соответствующей степени вертикальной устойчивости воздуха и
скорости ветра.
3. Для
обвалованных емкостей с АОХВ глубина распространения облака уменьшается в 1,5
раза.
4. При
скорости ветра более 1 м/с вводятся следующие поправочные коэффициенты (таблица
2.3):
Таблица 2.3
|
Степень
вертикальной устойчивости воздуха
|
Скорость
ветра, м/с
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
Инверсия
|
1
|
0,6
|
0,45
|
0,38
|
-
|
-
|
|
Изотермия
|
1
|
0,71
|
0,55
|
0,5
|
0,45
|
0,41
|
|
Конвекция
|
1
|
0,7
|
0,62
|
0,55
|
-
|
-
|
1. Определяем
ширину зоны химического заражения (Ш), которая составляет:
при инверсии- 0,03·Г
при изотермии- 0,15·Г
при конвекции- 0,8·Г
2. Вычисляем
площадь зоны химического заражения (S3)
по формуле
, (2.2)
1. Определяем
время подхода зараженного воздуха к населенному пункту, расположенному по
направлению ветра (tподх),
по формуле
(2.3)
где R- расстояние
от места разлива АОХВ до заданного рубежа (объекта), м;
Vср- средняя
скорость переноса облака воздушным потоком, м/с
Vср =
(1,5÷2,0)·V
где V- скорость
ветра в приземном слое, м/с:
,5- при R<10 км;
,0- при R>10 км
1. Определяем
время поражающего действия АОХВ (tпор)
по таблице 2.4:
Время испарения некоторых АОХВ, ч (скорость
ветра 1м/с)
Таблица 2.4
|
Наименование
АОХВ
|
Вид
хранилища
|
Обвалованные
|
|
Хлор
|
1,3
|
22
|
|
Фосген
|
1,4
|
23
|
|
Аммиак
|
1,2
|
20
|
|
Сернистый
ангидрид
|
1,3
|
20
|
|
Сероводород
|
1
|
19
|
Примечание:
При скорости ветра более 1 м/с вводятся следующие поправочные коэффициенты
(таблица 2.5):
Таблица 2.5
|
Скорость
ветра, м/с
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
Поправочный
коэффициент
|
1
|
0,7
|
0,55
|
0,43
|
0,37
|
0,32
|
1. Определяем
возможные поражения (П) людей (в количественном выражении), оказавшихся в очаге
химического поражения и в расположенных жилых и общественных зданиях по таблице
2.6
Возможные поражения людей от АОХВ в очаге
поражения, %
Таблица 2.6
|
Условия
расположения людей
|
Обеспеченность
людей противогазами, %
|
|
0
|
20
|
30
|
40
|
50
|
60
|
70
|
80
|
90
|
100
|
|
На
открытой местности В простейших укрытиях, зданиях
|
90-100
50
|
40
40
|
65
35
|
58
30
|
50
27
|
40
22
|
35
18
|
25
14
|
18
8
|
10
4
|
Примечание:
Ориентировочная структура поражения людей в очаге поражения: легкой степени-
25%, средней и тяжелой степени- 40%, со смертельным исходом-35%.
Задача 2
Город расположен на левом низком берегу реки. В
25 км от города река перекрыта плотиной ГЭС. Необходимо определить размеры
наводнения при разрушении плотины, если известно, что объем водохранилища Wмлн.
куб. м, ширина прорана В, м, глубина воды перед плотиной (глубина прорана) Н,
м, средняя скорость движения волны попуска V,
м/с. (исходные данные к задаче даны в таблице 2.7). Что необходимо предпринять,
если сообщение о разрушении плотины поступило в середине рабочего дня? Что
нужно сделать, если резкий подъем воды застал вас дома? Какие существуют
способы защиты населения от наводнения?
Исходные данные
Таблица 2.7
|
Исходные
данные
|
Вариант
|
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
6
|
7
|
8
|
9
|
|
W, млн м³
|
50
|
60
|
70
|
80
|
90
|
100
|
110
|
120
|
130
|
140
|
|
В,
м
|
80
|
70
|
90
|
60
|
50
|
70
|
60
|
80
|
100
|
90
|
|
Н,
м
|
10
|
25
|
5
|
10
|
50
|
40
|
25
|
50
|
10
|
5
|
|
V, м/с
|
5
|
6
|
4
|
7
|
8
|
5
|
9
|
10
|
7
|
6
|
Определение размеров зон наводнений во время
прорывов плотин и затоплений при разрушении гидротехнических сооружений
осуществляем по следующей методике:
1. Определяем
время прихода волны попуска (tпр.)
на заданное расстояние:
tпр.=
R ·V,
(2.4)
где R-
расстояние от плотины до объекта затопления, м;
V- средняя скорость
движения волны попуска, м/с.
2. Определяем
высоту попуска (h) на
заданном расстоянии по таблице 2.8:
Ориентировочная высота волны попуска и
продолжительность ее прохождения на различных расстояниях от плотины
Таблица 2.8
|
Наименование
параметров
|
Расстояние
от плотины, км
|
|
0
|
25
|
50
|
100
|
150
|
200
|
250
|
|
Высота
волны попуска
|
0,25H
|
0,2H
|
0,15H
|
0,75H
|
0,03H
|
0,02H
|
|
Продолжительность
прохождения волны попуска t, ч
|
Т
|
1,7Т
|
2,6Т
|
4Т
|
5Т
|
6Т
|
7Т
|
1. Определяем
продолжительность прохождения волны попуска (t)
на заданное расстояние, для чего сначала находим время опорожнения
водохранилища (Т) по формуле
(2.5)
где W - объем
водохранилища, м³;
В - ширина прорана или участка
перелива воды через гребень неразрушенной плотины, м;
N -
максимальный расход воды на 1 м ширины прорана (участка перелива воды через
гребень плотины), м³ /с м,
ориентировочно равный (таблица 2.9):
Таблица 2.9
|
Н,
м
|
5
|
10
|
25
|
50
|
|
N, куб. м/с·м
|
10
|
30
|
125
|
350
|
Продолжительность прохождения волны попуска (t)
рассчитываем по таблице 2.8 в зависимости от заданного расстояния от плотины.
Задача 3
На товарной сортировочной станции при переводе
на запасной путь железнодорожного состава произошло столкновение автомобиля с
цистерной, содержащей Q
тонн изобутана. В результате соударения в цистерне образовалась дыра, а спустя
8-10 минут произошли возгорание вещества и взрыв образовавшегося парового
облака.
Необходимо определить избыточное давление
ударной волны Δ Рф (кПа) в районе
узла связи, расположенного в R
м от места взрыва. Оценить последствия ударной волны на здание узла связи и на
людей, находившихся возле него. Узел связи расположен в одноэтажном кирпичном
здании.
Исходные данные к задаче даны в таблице 2.10.
Исходные данные
Таблица 2.10
|
Исходные
данные
|
Вариант
|
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
|
Q,т
|
40
|
45
|
50
|
55
|
60
|
65
|
70
|
65
|
60
|
55
|
|
R, м
|
800
|
700
|
600
|
500
|
400
|
300
|
200
|
350
|
450
|
550
|
Определяем коэффициент К по формуле
(2.6)
где R- расстояние
от места взрыва газовоздушной смеси, м;
Определяем избыточное давление ударной волны.
При К<2 по формуле:
, (2.7)
При К>2 по формуле:
, (2.8)
Ориентировочное значение избыточного
давления ударной волны при взрыве газовоздушной смеси можно определить
следующим образом:
Поражения, возникающие под действием
ударной волны, подразделяются на легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые
(смертельные).
Легкие поражения возникают при
избыточном давлении во фронте ударной волны ∆Рф=20-40 кПа характеризуются
легкой контузией, временной потерей слуха, ушибами и вывихами.
Средние поражения возникают при
избыточном давлении во фронте ударной волны ∆Рф=40-60 кПа и
характеризуются травмами мозга с потерей человеком сознания, повреждением
органов слуха, кровотечениями из носа и ушей, переломами и вывихами конечностей.
Тяжелые и крайне тяжелые поражения
возникают при избыточных давлениях соответственно ∆Рф=60-100 кПа и ∆Рф
>100 кПа и сопровождаются травмами мозга и длительной потерей сознания,
повреждением внутренних органов, тяжелыми переломами конечностей и т.д. химический наводнение гидротехнический взрыв
Косвенное воздействие ударной волны
заключается в поражении людей летящими обломками зданий и сооружений, камнями,
деревьями, битым стеклом и другими предметами, увлекаемыми ею.
При действии нагрузок, создаваемых
ударной волной, здания и сооружения могут подвергаться полным (>40-60 кПа),
сильным (>20-4- кПа) средним (>10-20 кПа) и слабым (>8-10 кПа)
разрушениям.
Задача 4
Город расположен в зоне, где
возможно землетрясение интенсивностью Р. баллов по шкале Рихтера (исходные
данные к задаче даны в таблице 2.11). Необходимо оценить возможные масштабы
разрушения здания узла связи, а также предложить комплекс мероприятий по
повышению сейсмостойкости здания. Какие действия необходимо предпринять при
угрозе землетрясения? Как нужно себя вести при внезапном землетрясении? Что
нужно предпринять, если вы оказались в завале? Меры безопасности после
землетрясения.
Исходные данные
Таблица 2.11
|
Вариант
|
Интенсивность
землетрясения Р., баллы
|
Характеристика
здания
|
|
0
|
6-7
|
Кирпичное
одноэтажное здание
|
|
1
|
7-8
|
Многоэтажное
здание с железобетонным каркасом
|
|
2
|
6-7
|
Кирпичное
многоэтажное здание
|
|
3
|
6-7
|
Кирпичное
бескаркасное здание с перекрытием из деревянных элементов
|
|
4
|
7-8
|
Кирпичное
одноэтажное здание
|
|
5
|
8-9
|
Многоэтажное
здание с железобетонным каркасом
|
|
6
|
7-8
|
Кирпичное
многоэтажное здание
|
|
7
|
7-8
|
Кирпичное
бескаркасное здание с перекрытием из деревянных элементов
|
|
8
|
8-9
|
Кирпичное
одноэтажное здание
|
|
9
|
8-9
|
Кирпичное
многоэтажное здание
|
Методические указания к выполнению
задания
В процессе подготовки к занятию необходимо
ознакомиться с характеристиками стихийных бедствий и их последствий, а также с
методикой оценки очагов поражения, возникающих в чрезвычайных ситуациях
природного характера. Рассмотреть основные требования Федерального закона
"О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и
техногенного характера" и "Положения о единой государственной системе
предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуациях". Ознакомиться с
правила поведения при таких стихийных бедствиях, как землетрясение, наводнение,
ураган, сель, снежные заносы и лесной пожар.
В комплексе мероприятий по защите населения и
объектов народного хозяйства от последствий ЧС важное место занимает выявление
и оценка химической и радиационной обстановки.
Оценка химической обстановки включает:
определение масштабов и характера химического
заражения;
анализ их влияния на деятельность объектов и
население;
выбор наиболее целесообразных вариантов
действий, при которых исключается возможность поражения людей.
Исходными данными для оценки являются:
тип и количество СДЯВ;
район и время выброса (вылива) ядовитых веществ;
степень защищенности людей;
топографические условия местности и характер
застройки на пути распространения зараженного воздуха;
метеоусловия (скорость и направление ветра,
температура воздуха, почвы, вертикальная устойчивость воздуха).
Различают три степени вертикальной устойчивости
воздуха: инверсию, изотермию и конвекцию.
Инверсия
обычно возникает в вечерние часы, примерно за час до захода солнца и исчезает в
течение часа после его восхода. При инверсии нижние слои воздуха холоднее
верхних, это препятствует расслаиванию его по высоте и создает наиболее условия
для сохранения высоких концентраций зараженного воздуха.
Изотермия
характеризуется стабильным равновесием воздуха. Она наиболее характерна для
пасмурной погоды, но может возникать также в утренние и вечерние часы, как
переходное состояние от инверсии к конвекции (утром) и наоборот (вечером).
Конвекция
возникает обычно через два часа после захода солнца и разрушается примерно за
два-два с половиной часа до его захода. Она обычно наблюдается в летние ясные
дни. При конвекции нижние слои воздуха нагреты сильнее верхних слоев, что
способствует быстрому рассеиванию зараженного воздуха и уменьшению его
поражающего действия.