Теоретические основы прогнозирования

ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

В основу математических моделей прогнозирования послед­ствий чрезвычайных ситуаций.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, в силу того, что невозможно опреде­лить заранее достоверно, какая интенсивность колебания земной коры будет действовать в районе расположения здания или какая величина давления во фронте воздушной ударной волны будет действовать на сооружение. Эти поражающие факторы с разной вероятностью могут принимать различные значения.

Кроме того, даже при воздействии одинаковой нагрузки на зда­ния, будет существовать некоторая вероятность их разрушения. На вероятность разрушения зданий влияет разброс прочности ма­териалов, отклонение строительных элементов от проектных раз­меров, различие условий изготовления элементов и другие факто­ры.

Поражение людей будет зависеть как от перечисленных факто­ров, так и от ряда других 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.

Итак, можно сделать вывод о том, что для прогнозирования по­следствий чрезвычайных ситуаций мирного и военного времени, необходимо применять вероятностный подход.

Сформулируем основные факторы, влияющие на последствия ЧС:

- интенсивность воздействия поражающих факторов;

- размещение населенного пункта относительно очага воздействия;

- характеристика грунтов;

- конструктивные решения и прочностные свойства зданий и сооружений;

- плотность застройки и расселения людей в пределах населенного пункта;

- режим нахождения людей в зданиях в течение суток и в зоне риска в течение года.

Перечисленные характеристики кратко называют пространственно-временными факторами.

Поражающие факторы чрезвычайных ситуаций имеют следующий характер: тепловой, химический, радиационный, биологический и механический.

В качестве поражающего фактора при расчёте последствий ЧС принимают фактор, вызывающий основные разрушения и поражения.

Поражающие факторы ЧС мирного и военного времени, их основные параметры приведены в табл.2.1.

Таблица 2.1

Поражающие факторы и их основные параметры

Вид ЧС	Поражающий фактор	Параметр
Землетрясения	Обломки зданий и сооружений	Интенсивность землетрясения
Взрывы	Воздушная ударная полна	Избыточное давление на фронте воздушной ударной волны
Пожары	Тепловое излучение	Плотность теплового потока
Цунами; прорыв плотин	Волна цунами; волна прорыва	Высота волны; максимальная скорость волны; площадь и длительность затопления; давление гидравлического потока
Радиационные аварии	Радиационное загрязнение	Дозы облучения
Химические аварии	Токсичные нагрузки	Предельно допустимая концентрация, токсодоэа

 

МОДЕЛИ ВОЗДЕЙСТВИЯ

Воздействия, связанные с чрезвычайными ситуациями (ЧС) мир-го и военного времени описываются в виде аналитических, табличных или графических зависимостей. Эти зависимости позволяет определить интенсивность поражающих факторов той или иной чрезвычайной ситуации в рассматриваемой точке. Зависимости, определяющие поля поражающих факторов при прогнозировании следствий ЧС, называют моделями воздействия, имея в виду то, чтоони характеризуют интенсивность и масштаб воздействия. Расчетные случаи можно свести к следующим типам моделей воздействия:

1. Информации, основанной на факте свершившейся ЧС. Характерными параметрами этой модели являются координаты центра очага, интенсивность или мощность воздействия, время.

2. Функции F(x, у, Ф), называемой функцией распределения случайной величины Ф, характерной для рассматриваемой чрезвычайной ситуации (рис. 2.1, а).

3. Функции f(x, у, Ф), называемой плотностью распределения и плотностью вероятности случайной величины Ф (рис. 2.1, б).

4. Воздействие может характеризоваться статистическим ма­териалом по данным натурных наблюдений. В регионе эти модели характерны для наводнений, цунами. Обычно эти модели приво­дятся в виде таблиц.

5. Интенсивность воздействия может быть задана на основа­нии наблюдений и заблаговременно проведённых расчётов (карта сейсмического районирования территории России, карта цунами-районирования). Для сейсмоопасных регионов составлены карты детального сейсмического районирования, а для городов проведе­но микросейсморайонирование. При микросейсморайонировании определяется сейсмичность отдельных площадок (кварталов) в пределах города. Обычно эти модели приводятся в графическом виде (в форме изолиний на картах) или в табличном виде.

 

 

Рис. 2.1. Законы распределения поражающих факторов

а - функция распределения; б - функция плотности распределения вероятностей;

х, у - координаты рассматриваемой точки;

Ф - поражающий фактор (случайная величина)

 

Функция распределения F(x, у, Ф) случайной величины, ха­рактерной для рассматриваемой ЧС, есть вероятность того, что случайная величина Ф в точке с координатами х, у примет зна­чение не выше заданной величины Ф₃:

F(x, у, Ф) = Р(Ф<Ф₃).

В качестве случайной величины рассматривают параметры поражающих факторов (табл.2.1).

Функция распределения F(x, у, Ф) обладает следующими свой­ствами:

F(x, у, Ф) - функция неубывающая;

F(-∞)= 0;

F(+∞)= 1.

Плотность вероятности f(x, у, Ф) равна производной от функ­ции распределения F(x, у, Ф):

f(х, у, Ф) = F'(х, у, Ф)

(2.1)

и обратно F(x, у, Ф) выражается через плотность f(x, у, Ф) интегралом вида:

(2.2)

Основное свойство плотности вероятности f(x, у, Ф) - это равенство единице площади, заключенной между кривой, описыва­емой этой функцией, и осью Ф (рис.2.1, б).

Функции распределения F(x, у, Ф) поражающих факторов и плотность распределения f(x, у, Ф) определяют на основе статистической обработки результатов наблюдений или расчетным путем.

Например, такие функции построены для основных сейсмоопасных регионов России - для Камчатки и Северного Кавказа. Эти зависимости называют региональными моделями воздействия. В качестве случайной величины региональных моделей воздействия принята интенсивность землетрясения в баллах.

 

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: