Организация защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ Академия Государственной противопожарной службы Кафедра защиты населения и территорий

«ОРГАНИЗАЦИЯ ЗАЩИТЫ НАСЕЛЕНИЯ И ТЕРРИТОРИЙ ОТ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ»

Москва 2010 г.

Оценка индивидуального и социального риска при чрезвычайных ситуациях природного характера и организация мероприятий по защите населения при землетрясениях Вариант № 40

Провести расчет показателей индивидуального и социального риска для жителей города населением 118 170 человек, при условии, что он расположен в сейсмоопасной зоне 81 согласно карте общего сейсмического районирования территории России (ОСР-97). Город имеет три района.

I. Район застроен 55 глинобитными одноэтажными домами с численностью жителей в каждом — 9 чел., Нзд — 6 м, Sзд — 50 кв. м, Ф — 100, d-0,1.

II. Район застроен 115 кирпичными трехэтажными домами с численностью жителей в каждом -45 чел., Нзд — 12 м, Sзд — 500 кв. м, Ф — 60, d — 0,1.

III. Район застроен 250 девятиэтажными панельными домами с численностью жителей в каждом — 450 чел., Нзд — 27 м, Sзд — 1150 кв. м, Ф — 50,

d — 0,1.

Провести выбор инженерно-технических мероприятий, исходя из их эффективности, при условии, что на перевод одного здания II группы с типа «Б» в тип «В» выше по сейсмоустойчивости затрачивается 250 000 усл. ед., перевод одного здания III группы с типа «В» в тип «С7» выше по сейсмоустойчивости затрачивается 700 000 усл. ед.

Решение.

1. Определим вероятность формирования источника ЧС природного характера.

Так как вероятность наступления события — разрушительного землетрясения интенсивностью 8 баллов в год исходя из заданной сейсмической опасности имеем

Ричс = ———- = 0,002.

2. Так как население проживает в трех типах зданий определим количество пораженного населения для трех групп населения по формуле

Сij,

где Сij — вероятности наступления j — ой степени повреждения различных типов зданий в зависимости от интенсивности землетрясения, определяем по табл. 1 (приложение 2); Niзд — количество зданий i-го типа; Nжит — количество жителей в здании i-го типа чел.; Рпор — вероятность общих потерь (гибели) населения при различных степенях повреждения зданий, определяем по табл. 2 (приложение 2).

Группы населения:

Первая группа — это население проживающее в 55 глинобитных одноэтажных зданиях (здания типа А1 по ММSK-86) по 9 человек в каждом.

Nпор1 = 55*0*9*0 + 55*0,02*9*0,13 + 55*0,14*9*0,3 + 55*0,34*9*0,6 +

+ 55*0,50*9*1 = 0 + 1,287 + 20,79 + 100,98 + 247,5 = 371 чел.

Вторая группа — это население, проживающее в 115 кирпичных трехэтажных зданиях (здания типа Б2 по ММSK-86) по 45 человек в каждом.

Nпор2 = 115*0,01*45*0 + 115*0,15*45*0,13 + 115*0,34*45*0,3 + 115*0,34*45*0,6 + + 115*0,16*45*1 = 0 + 100,9125 + 527,85 + 1055,7 + 828 = 2513 чел.

Третья группа — население, проживающее в 250 панельных девятиэтажных зданиях (здания типа В1 по ММSK-86) по 450 человек в каждом.

Nпор3 = 250*0,13*450*0 + 250*0,37*450*0,13 + 250*0,34*450*0,3 + 250*0,13* 450*0,6 + 250*0,03*450*1 = 0 + 5411,25 + 11 475 + 8775 + 3375 = 29 037 чел.

3. Определим показатель социального риска Rs для населения города

Rs = Pичс*(Nпор1 + Nпор2 + Nпор3) = 0,002*(371 + 2513 + 29 037) = 63,842 чел./год.

4. Определим показатель индивидуального риска

Rs 63,842 -4

Rei = ———- = ——————- = 0,54 = 5,4*10 чел./год.

Nгор 118 170

Вывод:

Таким образом 5,4.10−4 1.10−3, т. е. индивидуальный риск для жителей города является пренебрежимым, принадлежит зоне жесткого контроля, необходимо оценка целесообразности мероприятий по снижению риска. 5. 1. Инженерно-технические мероприятия № 1

В результате выполнения ИТМ здания II группы были усилены с точки зрения сейсмоустойчивости и переведены с типа «Б» в тип «В».

Определим количество пораженных в них:

Nпор2 = 115*0,13*45*0 + 115*0,37*45*0,13 + 115*0,34*45*0,3 + 115*0,13*45*0,6 +

+ 115*0,03*45*1 = 0 + 248,9175 + 527,85 + 403,65 + 155,25 = 1336 чел.

Тогда показатель социального риска для населения города:

Rs = Pичс*(Nпор1 + Nпор2 + Nпор3) = 0,002*(371 + 1336 + 29 037) = 61,488 чел./год.

Определим показатель индивидуального риска:

Rs 61,488 -4

Rei = ——— = —————— = 0,52 = 5,2*10 чел./год.

Nгор 118 170

Эффективность ИТМ № 1

С С 250 *115 28 750

W = ——— = —————- = —————————- = ————— = 1 437 500 000 тыс. у.е.

Rei Rei — Rei 0,54 — 0,52 0,2

Вывод:

Проведение ИТМ № 1 по переводу здания II группы с точки зрения сейсмоустойчивости с типа «Б» в тип «В» нецелесообразно, так как показатель индивидуального риска меняется незначительно, а затраты на осуществление ИТМ № 1 очень велики .

Инженерно-технические мероприятия № 2

В результате выполнения ИТМ здания III группы были усилены с точки зрения сейсмоустойчивости и переведены с типа «В» в тип «С7».

Определим количество пораженных в них:

Nпор3 = 250*0,4*450*0 + 250*0,34*450*0,13 + 250*0,13*450*0,3 + +250*0,03*450*0,6 + 250*0*450*1 = 0 + 4972,5 + 4387,5 + 2025 + 0 = 11 385 чел.

Тогда показатель социального риска для населения города:

Rs = Pичс*(Nпор1 + Nпор2 + Nпор3) = 0,002*(371 + 2513 + 11 385) = 28,538 чел./год.

Определим показатель индивидуального риска:

Rs 28,538 -4

Rei = ——— = —————— = 0,24 = 2,4*10 чел./год.

Nгор 118 170

Эффективность ИТМ № 2

С С 700*250 175 000

W = ——— = —————- = ————————— = —————— = 583 333 000 тыс. у.е.

Rei Rei — Rei 0,54 — 0,24 0,30

Вывод:

Проведение ИТМ № 2 по переводу зданий III группы (250 панельных 9-ти этажных домов) с типа «В» в тип «С7», является также нецелесообразным, так как показатель индивидуального риска меняется незначительно и по прежнему относится к зоне пренебрежимого риска.

Общий вывод:

Оба ИТМ не позволяют уменьшить риск до приемлемого значения, поэтому выполнение их мероприятий нецелесообразно. Однако второе мероприятие по переводу зданий III группы (250 панельных 9-ти этажных домов) с типа «В» в тип «С7» требует меньших затрат на 854 167 000 тыс. руб., при достижении тождества эффекта с ИТМ № 1. Тем самым при наличии свободных материальных и финансовых ресурсов оно предпочтительнее для снижения значения индивидуального риска.

6. Определение количества зданий Рj ед., получивших j-ую степень повреждения:

Рj = Njзд*Сij

где Njзд — количество зданий i-го типа в городе, зд.; Сij — вероятности наступления j-ой степени повреждения различных типов зданий в зависимости от интенсивности землетрясения.

Pj1=55*0,02=1,1 PJ2=115*0,15=17,25 Pj3=250*0,37=92,5

7. Расчет площади разрушений части города, в пределах которой застройка получила, тяжелые, частичные разрушения и обвалы Sразр, кв. км, определяется по формуле:

Рj

Sразр = E ——-;

j=3.4.5 Ф

Sразг1 = ——— = 0,55 кв. км;

Sразг2 = ——— = 1,91 кв. км;

Sразг3 = ——— = 5 кв. км;

где Рj — количество зданий, зд., получивших 3,4 и 5 степени повреждений;

Ф — плотность застройки в городе, зд./кв.км.

Sразр = Sразг1 + Sразг2 + Sразг3 = 0,55 + 1,91 + 5= 7,46 кв.км.

8. Общий объем завалов W, куб. м, определяется из условия, что при частичном разрушении зданий объем завалов составляет 50% от объема завала при его полном разрушении:

м3;

где С4, С5 — вероятность получения зданиями 4-й и 5-й степени разрушения; Н — средняя высота застройки, м; d — доля застройки рассматриваемой площади (плотность застройки);? — коэффициент объема завала на 100 куб. м объема здания, принимаемый для жилых зданий — 40.

6*60*0,1*40

W1 = (0,5*0,02 + 0,98)*————————- = 14,256 куб. м;

12*500*0,1*40

W2 = (0,5*0,14 + 0,84)*—————————— = 218,4 куб. м;

чрезвычайный ситуация природный землетрясение

27*1150*0,1*40

W3 = (0,5*0,34 + 0,5)*———————————- = 832,14 куб.м.

9. Количество участков, требующих укрепления (обрушения) поврежденных или частично разрушенных конструкций, принимается равным числу зданий, получивших частичное разрушения.

10. Протяженность заваленных проездов L, км, определяется из условия, что на 1 кв. км разрушенной части города в среднем приходится 0,6 км заваленных маршрутов:

L = 0,6*Sразр = 0,6*7,46 = 4,476 км.

11. Дальность разлета обломков l, м, и высота завалов h, м, определяются по следующим зависимостям:

м ;

6 12 27

l 1 = ——- = 2 м; l 2 = ——- = 4 м; l 3= ——- = 9 м;

3 3 3

м;

где Н — высота здания, м;? — объем завала на 100 куб. м строительного объема.

40*6

h1 = —————————- = 2,33 м

100 + 0,5*6

40*12

h2 = —————————- = 4,52 м

100 + 0,5*12

40*27

h3 = —————————- = 9,51 м

100 + 0,5*27

12. Количество аварий на КЭС определяется из условий, что на 1 кв. км разрушенной части города приходится 6−8 аварий:

Ккэс = 8*Sразр = 8*7,46 = 59.68

ВЕРОЯТНОСТИ СiJ ПОВРЕЖДЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ЗДАНИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИНТЕНСИВНОСТИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ

Примечание: степень разрушения 1 — легкие повреждения; 2 — умеренные повреждения; 3 — тяжелые повреждения; 4 — частичные разрушения; 5 — обвалы Таблица 2

ВЕРОЯТНОСТЬ ГИБЕЛИ НАСЕЛЕНИЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СТЕПЕНЯХ ПОВРЕЖДЕНИЯ ЗДАНИЙ