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 118170 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 250000 усл. ед.,
перевод одного здания III
группы с типа «В» в тип «С7» выше по сейсмоустойчивости затрачивается 700000
усл. ед.
Решение.
. 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
1
Ричс = ------- = 0,002.
500
. 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 + 11475 + 8775 + 3375 = 29037 чел.
. Определим показатель социального
риска Rs для
населения города
Rs = Pичс*( Nпор1 + Nпор2 + Nпор3) =
0,002*(371 + 2513 + 29037) = 63,842 чел./год.
. Определим показатель
индивидуального риска
Rs
63,842 -4
Rei = ------- =
------------- = 0,00054 = 5,4*10 чел./год.
Nгор
118170
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 + 29037) = 61,488 чел./год.
Определим показатель индивидуального
риска:
Rs 61,488 -4
Rei = ------ =
------------ = 0,00052 = 5,2*10 чел./год.
Nгор
118170
Эффективность ИТМ № 1
С
С 250 *115 28750
W = ------ =
----------- = ------------------- = ---------- = 1 437 500 000 тыс.у.е.
Rei Rei - Rei 0,00054
- 0,00052 0,00002
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 = 11385 чел.
Тогда показатель социального риска
для населения города:
Rs = Pичс*( Nпор1 + Nпор2 + Nпор3) =
0,002*(371 + 2513 + 11385) = 28,538 чел./год.
Определим показатель индивидуального
риска:
Rs 28,538 -4
Rei = ------ =
------------ = 0,00024 = 2,4*10 чел./год.
Nгор
118170
Эффективность ИТМ № 2
С С
700*250 175000
W = ------ =
----------- = ------------------ = ------------ = 583 333 000 тыс.у.е.
Rei
Rei - Rei
0,00054 - 0,00024 0,00030
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.
. 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
. 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
55
Sразг1 = ------ =
0,55 кв.км;
100
115
Sразг2 = ------ =
1,91 кв.км;
60
250
Sразг3 = ------ = 5
кв.км;
50
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); γ - 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;
100
12*500*0,1*40
W2 =
(0,5*0,14 + 0,84)*-------------------- = 218,4 куб.м;
100
чрезвычайный ситуация
природный землетрясение
27*1150*0,1*40
W3 =
(0,5*0,34 + 0,5)*----------------------- = 832,14 куб.м.
100
. Количество участков, требующих укрепления
(обрушения) поврежденных или частично разрушенных конструкций, принимается
равным числу зданий, получивших частичное разрушения.
. 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.
. 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; γ
- 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
Типы
зданий
|
Степень
разрушения
|
Вероятности
разрушения зданий при интенсивности разрушения в баллах
|
|
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
А
|
1
|
0,13
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
2
|
0,12
|
0,37
|
0,02
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
3
|
0,02
|
0,34
|
0,14
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
4
|
0
|
0,13
|
0,34
|
0,02
|
0
|
0
|
0
|
|
5
|
0
|
0,13
|
0,50
|
0,98
|
1
|
1
|
1
|
Б
|
1
|
0,09
|
0,4
|
0,01
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
2
|
0,01
|
0,34
|
0,15
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
3
|
0
|
0,13
|
0,34
|
0,02
|
0
|
0
|
0
|
|
4
|
0
|
0,03
|
0,34
|
0,14
|
0
|
0
|
|
5
|
0
|
0
|
0,16
|
0,84
|
1
|
1
|
1
|
В
|
1
|
0,01
|
0,36
|
0,13
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
2
|
0
|
0,11
|
0,37
|
0,02
|
0
|
0
|
0
|
|
3
|
0
|
0,03
|
0,34
|
0,14
|
0
|
0
|
0
|
|
4
|
0
|
0
|
0,13
|
0,34
|
0,03
|
0
|
0
|
|
5
|
0
|
0
|
0,03
|
0,50
|
0,97
|
1
|
1
|
С7
|
1
|
0
|
0,09
|
0,4
|
0,01
|
0
|
0
|
0
|
|
2
|
0
|
0,01
|
0,34
|
0,15
|
0
|
0
|
0
|
|
3
|
0
|
0
|
0,13
|
0
|
0,02
|
0
|
|
4
|
0
|
0
|
0,03
|
0,34
|
0,1
|
0,14
|
0
|
|
5
|
0
|
0
|
0
|
0,15
|
0,09
|
0,84
|
1
|
С8
|
1
|
0
|
0,01
|
0,36
|
0,13
|
0
|
0
|
0
|
|
2
|
0
|
0
|
0,1
|
0,37
|
0,02
|
0
|
0
|
|
3
|
0
|
0
|
0,02
|
0,34
|
0,14
|
0
|
0
|
|
4
|
0
|
0
|
0
|
0,13
|
0,34
|
0,02
|
0
|
|
5
|
0
|
0
|
0
|
0,03
|
0,50
|
0,98
|
1
|
С9
|
1
|
0
|
0
|
0,09
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
2
|
0
|
0,01
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
3
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
4
|
0
|
0
|
0
|
0,02
|
0
|
0
|
0
|
|
5
|
0
|
0
|
0
|
0,98
|
1
|
1
|
1
|
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
Степень
разрушения
|
РПОР
|
Легкие
повреждения
|
0
|
Умеренные
повреждения
|
0,13
|
Тяжелые
повреждения
|
0,3
|
Частичные
разрушения
|
0,6
|
Обвалы
|
1
|