ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Московский государственный институт стали и сплавов
(технологический университет)
Зиновьева О.М., Мастрюков Б.С., Овчинникова Т.И., Павлов А.А.,
Безопасность жизнедеятельности. Прогнозирование и оценка последствий техногенных аварий и стихийных бедствий
Учебно-методическое пособие
Под редакцией профессора Б.С.Мастрюкова
Допущено учебно-методическим объединением по образованию в области металлургия в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров и дипломированных специалистов 5505500 и 652300 – Металлургия и 656500 – Безопасность жизнедеятельности
Москва
Издательство «Учеба»
2007 год
Содержание
Содержание 2
1.1. Введение 4
2. Прогнозирование и оценка последствий при чрезвычайных ситуациях техногенного характера 6
2.1. Прогнозирование и оценка последствий при авариях, сопровождающихся взрывами 6
2.1.1 Взрыв конденсированных взрывчатых веществ 10
2.1.2 Взрыв паро-газо-воздушного облака в неограниченном пространстве 14
2.1.3 Взрыв паро-газо-воздушного облака в ограниченном пространстве 20
2.1.4 Взрыв технологического оборудования под давлением 25
2.2. Прогнозирование и оценка обстановки при авариях, сопровождающихся пожарами 29
2.2.1 Пожар разлития 31
2.2.2 Горение паро-газо-воздушного облака 37
2.2.3 Горение одиночных зданий и промышленных объектов 39
2.2.4 Пожар в населенном пункте и на промышленных объектах 41
2.3. Прогнозирование и оценка обстановки при химических авариях 44
2.4. Прогнозирование и оценка обстановки при радиационных авариях 51
2.4.1 Расчет параметров зоны радиационного загрязнения при радиационной аварии 51
2.4.2 Прогнозирование количества пораженного персонала и населения, оказавшегося в зоне радиационного загрязнения. 52
2.5. Прогнозирование и оценка обстановки при гидротехнических авариях 55
3. Оценка обстановки при чрезвычайных ситуациях природного характера 61
3.1. Прогнозирование и оценка обстановки при землетрясениях 61
3.2. Прогнозирование и оценка обстановки при ураганах 66
3.3. Прогнозирование и оценка обстановки при наводнениях 69
3.4. Прогнозирование и оценка обстановки при лесных пожарах 73
Приложение 1 79
Приложение 2 90
Библиографический список 101
1.1.Введение
Прогнозирование и оценка обстановки при чрезвычайных ситуациях проводятся для заблаговременного принятия мер по предупреждению аварий, катастроф и стихийных бедствий, смягчению их последствий, определению сил и средств, необходимых для ликвидации последствий.
Целью прогнозирования и оценки обстановки является определение размеров зоны чрезвычайной ситуации, степени разрушения зданий и сооружений, а также потерь среди персонала объекта и населения.
Независимо от источника чрезвычайной ситуации, можно выделить шесть основных поражающих факторов, воздействующих на людей, окружающую природную среду, инженерно-технические сооружения и т.д. Это:
- барическое воздействие (взрывы взрывчатых веществ, газо-воздушных облаков, технологических сосудов под давлением, взрывы обычных и ядерных средств массового поражения и т. д.);
- термическое воздействие (тепловое излучение при техногенных и природных пожарах, огненный шар, ядерный взрыв и т.д.);
- токсическое воздействие (техногенные аварии на химически опасных производствах, шлейф продуктов горения при пожарах, применение химического оружия, выбросы токсических газов при работе предприятий в штатном режиме и т.д.);
- радиационное воздействие (техногенные аварии на радиационно опасных объектах, ядерные взрывы и т.д.);
- механическое воздействие (осколки, обрушение зданий и т.д.);
- биологическое воздействие (эпидемии, бактериологическое оружие и т.д.).
При прогнозировании последствий опасных явлений используют либо детерминированные, либо вероятностные методы.
В детерминированных методах прогнозирования определенной величине негативного воздействия поражающего фактора источника чрезвычайной ситуации соответствует вполне конкретная степень поражения людей, инженерно-технических сооружений и т.п.
Так, например, величина избыточного давления на фронте ударной волны ΔРф = 10 кПа принимается безопасной для человека. При величине избыточного давления на фронте ударной волны ΔРф = 100 кПа будут иметь место смертельные поражения 50% пострадавших людей.
При токсическом воздействии такими величинами являются предельно допустимая концентрация ПДК, мг/м3; летальная концентрация LC50, мг/м3 или летальная токсодоза LD50 (мг* мин/м3 при ингаляционном воздействии и мг/кг при пероральном и кожно-резорбтивном воздействии), при которых погибает 50% реципиентов.
При радиационном воздействии используют эффективную Dэф, Зв или эквивалентную Еэкв, Зв дозы.
Область, ограниченная линией, соответствующей определенной степени негативного воздействия, носит название зоны воздействия этого уровня (летального, среднего, порогового и т.п.).
В действительности при воздействии одной и той же дозы негативного воздействия на достаточно большое количество людей, зданий и сооружений, компонентов окружающей природной среды и т.п. поражающей эффект будет различен и приведенные выше значения соответствуют математическому ожиданию данной степени негативного воздействия.
Другими словами, негативное воздействие поражающих факторов носит вероятностный характер. Величина вероятности поражения (эффект поражения) Рпор (табл.П.1.1) измеряется в долях единицы или процентах и определяется, как правило, по функции Гаусса (функции ошибок) через «пробит-функцию» Pr:
; (1.1)
, (1.2)
где f – функция Гаусса; a,b - константы, зависящие от вида и параметров негативного воздействия; D - доза негативного воздействия, равная, например:
. (1.3)
Здесь q - плотность теплового потока, τ- время воздействия; ΔРф - избыточное давление на фронте ударной волны; I+ - импульс фазы сжатия ударной волны; С - концентрация токсиканта; Dэф - эффективная доза ионизирующего излучения; n – показатель степени.
Поскольку чрезвычайные ситуации природного характера и техногенные чрезвычайные ситуации имеют свою специфику, рассмотрим методики прогнозирования их последствий раздельно.