Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»
Кафедра пожарной и промышленной безопасности
Методические указания
к решению задач на практических занятиях
при изучении дисциплины «Организация защиты населении и территорий от ЧС» студентами направления
специальности 20.05.01 (280705.65) «Пожарная безопасность»
Воронеж 2015
УДК 351.862; 614.8 (07)
ББК 68.9я73
Составители С.Д.Николенко, И.В.Михневич
Прогнозирование последствий чрезвычайных ситуаций мирного и военного времени: метод. указания к решению задач на практических занятиях / Воронежский ГАСУ; С.Д.Николенко, И.В.Михневич. – Воронеж, 2015. – 35 с.
Содержат рекомендации по прогнозированию последствия ЧС военного и мирного времени (природные и техногенные), краткие теоретические сведения по этой тематике, задание по вариантам, а также примеры выполнения задач по вариантам.
Предназначены для студентов направления 20.03.01 (280700.62) «Техносферная безопасность», специальности 20.05.01 (280705.65) «Пожарная безопасность». Может использоваться при изучении дисциплин «Государственный надзор в области защиты населения и территории от ЧС», «Тактика сил РСЧС», «Организация и ведение аварийно-спасательных работ»
Ил. 4. Табл. 21. Библ.: 13 назв.
УДК 614.8 (07)
ББК 68.9я73
Печатается по решению учебно-методического совета
Воронежского ГАСУ
Рецензент – В.Я.Манохин, д.т.н., проф. кафедры пожарной и промышленной безопасности Воронежского ГАСУ
В основу математических моделей прогнозирования последствий чрезвычайных ситуаций (ЧС) мирного и 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, невозможно определить заранее достоверно, какая интенсивность землетрясения будет действовать в районе расположения здания или давление во фронте воздушной ударной волны будет действовать на сооружение. Эти поражающие факторы ЧС с разной вероятностью могут принимать различные значения.
Кроме того, даже при одинаковом воздействии на здания, будет существовать некоторая вероятность их разрушения. На вероятность разрушения зданий влияет разброс прочности материалов, различие условий изготовления элементов и другие факторы.
Поражение людей также будет зависеть от ряда 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.
Таким образом, для оценки последствий чрезвычайных ситуаций мирного и военного времени, необходимо применять вероятностный подход.
Сформулируем основные факторы, влияющие на последствия чрезвычайных ситуаций:
интенсивность воздействия поражающих факторов;
размещение населенного пункта относительно очага воздействия;
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 т.д.
В методических указаниях приведены рекомендации по прогнозированию последствия ЧС военного и мирного времени. Задание состоит из трех отдельных частей. Первая часть - прогнозирование вероятных последствий ЧС военного времени. Вторая часть - прогнозирование последствий ЧС мирного времени (природного характера). Третья часть - прогнозирование последствий ЧС мирного времени (техногенного характера).
Цель методических указаний – оказать помощь студентам в решении практических задач по курсу «Организация защиты населении и территорий от ЧС», а также закрепить полученные теоретические знания.
Задания составлены таким образом, чтобы каждый студент мог самостоятельно рассчитать все необходимые параметры. Перед каждой задачей приводятся краткие теоретические сведения.
Методические указания разработаны в соответствии с программой изучения курса «Организация защиты населении и территорий от ЧС» для направления подготовки 280700 «Техносферная безопасность».
Одной из наиболее разрушительных чрезвычайных ситуаций военного времени (характера) является применение противником ядерного оружия. Основными поражающими факторами ядерного оружия являются: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и радиоактивное заражение местности, которые образуются при ядерных превращениях.
Воздушная ударная волна (ВУВ) образуется в момент развития ядерной реакции за счет быстрого расширения газов, находящихся в огненном шаре, и распространяется во все стороны от центра взрыва со скоростью, значительно превышающей скорость звука в воздухе. Граница, проходящая между слоями воздуха с повышенным давлением и невозмущенной средой, называется фронтом воздушной ударной волны.
Плотность воздуха во фронте ВУВ характеризуется избыточным давлением, которое обозначается ∆РФ и обычно измеряется в кгс/см2 (кПа).
Воздействие ВУВ на здания характеризуется сложным комплексом нагрузок (избыточное давление, давление отражения, скоростного напора и т.д.). При воздействии ВУВ ядерного взрыва здания могут получить различные степени разрушений, которые принято делить на полные, сильные, средние и слабые.
Полные разрушения. Зона полных разрушений характеризуется разрушением всех основных несущих конструкций наземных зданий и сооружений. В этой зоне образуются завалы из обломков строительных конструкций, оборудования, мебели и других предметов. Состав завала зависит от материала конструкций и типа зданий и сооружений.
При полных разрушениях в убежищах происходит обрушение перекрытий, разрушение входов, защитных дверей и элементов внутреннего оборудования. Все укрывающиеся погибают преимущественно в момент разрушения убежищ.
Сильные разрушения. При сильных разрушениях происходит обрушение большей части несущих конструкций наземных зданий и сооружений. Могут сохраниться подвалы с наиболее прочными перекрытиями, часть каркаса и стены нижних этажей.
При сильных разрушениях в убежищах происходят значительные деформации основных конструктивных элементов. Входы и воздухозаборные устройства, как правило, разрушаются. Укрывающиеся чаще всего остаются живы, но получают поражения различной тяжести. Для эвакуации укрывающихся необходима помощь спасательных формирований.
Средние и слабые разрушения. При средних и слабых разрушениях основные конструкции зданий сохраняются, а разрушаются и повреждаются в основном второстепенные элементы (двери, перегородки, крыши, и т. п.). На наружных стенах зданий, обращенных к центру взрыва, возможно образование трещин и отколов. В этой зоне образуются незначительные завалы, которые не являются препятствием для продвижения транспорта и ведения спасательных работ.
При средних и слабых разрушениях в убежищах основные конструктивные элементы подвергаются незначительным деформациям. Возможно частичное разрушение входов, образование в них завалов. Укрывающиеся в таких убежищах люди, как правило, не получают повреждений.
Разрушения на коммунально-энергетических сетях (КЭС). Полные разрушения на сетях коммунально-энергетического хозяйства характеризуются разрывами электрических кабелей, разрушением на значительных участках трубопроводов, опор воздушных линий электропередач и т. п. Возможно затопление местности в результате прорыва водопроводов, а также загазованность отдельных участков территории жилых кварталов.
При сильных и средних разрушениях на КЭС происходят разрывы и деформации на отдельных участках подземных сетей, деформации и разрушения отдельных опор воздушных линий электропередач и связи, а также разрывы и повреждения технологических трубопроводов.
Слабые разрушения сетей и коммуникаций характеризуются незначительными разрушениями и поломками отдельных конструктивных элементов.
Воздействие светового излучения. В результате воздействия светового излучения, образующегося при ядерном взрыве, в зданиях и сооружениях могут возникнуть очаги возгораний. Мощность светового излучения обычно характеризуется количеством световой энергии, излучаемой огненным шаром, на 1 см2 поверхности преграды, расположенной перпендикулярно направлению распространения светового потока. Эту энергию принято называть световым импульсом и измерять в калориях на квадратный сантиметр (кал/см2).
Основными видами пожаров в городском очаге ядерного поражения принято считать отдельные и массовые пожары, которые при определенных условиях могут перерасти в сплошные.
Основными видами поражения людей в очагах ядерных взрывов будут: травмы от воздействия воздушной ударной волны, ожоги различной степени, травмы и ожоги в сочетании.
Спрогнозировать вероятную обстановку при возможном применении ядерного оружия по населенному пункту с характеристиками указанными в табл. 1.2. В табл. 1.1 приведены характеристики средств нападения и атмосферы во время их применения.
Степень поражения населенного пункта необходимо определить с учетом количества аварий на коммунально-энергетических сетях. Кроме этого, необходимо определить количество и структуру возможных людских потерь.
Таблица 1.1
Характеристики ядерного средства нападения и атмосферы
Номер варианта
|
Вид взрыва |
Мощность взрыва, Мт |
Расстояние от эпицентра взрыва R, км |
Степень прозрачности атмосферы К, км-1 |
1 |
Воздушный
|
0,1 |
3 |
0,01 |
2 |
0,2 |
4 |
0,04 |
|
3 |
0,3 |
5 |
0,1 |
|
4 |
0,5 |
5 |
0,2 |
|
5 |
1,0 |
6 |
0,3 |
|
6 |
2,0 |
7 |
0,4 |
|
7 |
3,0 |
7 |
0,01 |
|
8 |
5,0 |
7 |
0,04 |
|
9 |
5,0 |
8 |
0,1 |
|
10 |
10,0 |
10 |
0,3 |
|
11 |
10,0 |
12 |
0,04 |
|
12 |
10,0 |
16 |
0,04 |
|
13 |
1,0 |
8 |
0,1 |
|
14 |
Наземный
|
0,1 |
4 |
0,2 |
15 |
0,2 |
4 |
0,3 |
|
16 |
0,3 |
4 |
0,4 |
|
17 |
0,5 |
4 |
0,01 |
|
18 |
1,0 |
4 |
0,04 |
|
19 |
2,0 |
6 |
0,1 |
|
20 |
3,0 |
6 |
0,2 |
|
21 |
5,0 |
8 |
0,3 |
|
22 |
10,0 |
8 |
0,4 |
|
23 |
0,2 |
3 |
0,01 |
|
24 |
3,0 |
5 |
0,4 |
|
25 |
5,0 |
10 |
0,1 |
|
26 |
3,0 |
11 |
0,3 |
|
27 |
10 |
13 |
0,1 |
|
28 |
5,0 |
15 |
0,3 |
|
29 |
1,0 |
6 |
0,04 |
|
30 |
3,0 |
5 |
0,01 |