Математическое ожидание поражения людей

Поставим перед собой задачу по определению вероятности поражения людей, находящихся в городе в пределах небольшой площадки с ординатами x. у, имея в качестве исходных данных параметрический закон поражения людей Р(Ф) и функцию плотности распределения f(x, у. Ф) интенсивности поражающего фактора – когда воздействие рассматривается в виде вероятностной модели.

Пусть в пределах элементарной площадки, с координатами (x, у), действует поражающий фактор с интенсивностью Ф. Тогда вероятность одновременного выполнения двух событий: события, состоящего в том, что люди будут поражены при заданной интенсивности поражающего фактора и события, заключающегося в том, что в пределах рассматриваемой площадки будет действовать поражающий фактор с заданной интенсивностью, будет равна:

где: Р(Ф}) - вероятность поражения людей при воздействии поражающего фактора с интенсивностью Ф3;

f(x, у, Ф-j) d.Ф - вероятность попадания значения поражаю­щего фактора Ф3 на интервал АФ.

Вероятность поражения населения в пределах рассматривае­мой площадки с учётом возможного воздействия поражающего фактора различной интенсивности, будет равна:

где: Фmin, Фmax - соответственно минимально и максимально возможное значение поражающего фактора рассматриваемой ЧС; Р(Ф) - параметрический закон поражения людей; f(x, у. Ф) - функция плотности распределения интенсив­ности поражающего фактора в пределах площадки с координа­тами (х, у).

Математическое ожидание потерь людей в пределах всего города определяется по формуле:

где: Sr - площадь города;

y(x,y) •- плотность населения в пределах рассматриваемой площадки (принимается в качестве исходных данных). Плотность населения в пределах рассматриваемой площадки называ­ют также пространственным фактором.

Математическое ожидание потерь людей (общих, безвозвратных, санитарных) и структура по тяжести поражения могут быть определе­ны с учетом вероятности размещения людей в зоне риска по формуле:

где: f(t) - функция плотности распределения размещения лю­дей в зданиях в зависимости от времени суток.

Функцию f(t) получают на основе статистического анализа материалов по миграции населения в городе в течение суток.

 

2.1.5.СВЯЗЬ ТОЧНЫХ МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СОПЕРАТИВНЫМИ МЕТОДАМИ

Извоженные методы пpoгнозирования рассчитаны на применением ЭВМ и использование заблаговременно составленных программ. Укрупненная блок-схема прогнозирования последствий ЧС мирного и военного времени приведена на схеме 2.1. Так называемые «точные» методы можно значительно упростить и свести их к оперативным методам, так же широко применяемым в органах управления по делам ГО и ЧС

Проведение расчетов к приближенным методам заключается в следующем. Предполагается, что население р пределах населенного пункта размещается с равномерной плотностью

Схема 2.1. Блок-схема прогнозирования последствий чрезвычайных ситуаций мирного и военного времени

В этом случае в выражении (2.25) численность населения мож­но вынести за знак интеграла и уравнение примет вид:

С использованием ЭВМ для различных моделей воздействия и законов поражения интегральное выражение в формуле (2.27), можно заранее рассчитать и получить показатели, характеризую­щие вероятности поражения людей от расчетного поражающего фактора. Такие показатели, назовем их С, учитывают степень защиты укрываемых и условия их размещения. Подобные пока­затели можно получить также для различных типов зданий.

Тогда уравнения типа (2.22) и (2.25) превращаются в простые выражения вида:

где: V - количество зданий;

Сзд - вероятность разрушения зданий; N - численность населения; С - вероятность поражения людей.

Подведя итог сказанному, отметим, что в основу прогнозирования последствий положен вероятностный подход, учитываю­щий случайный характер воздействия поражающих факторов и случайность процессов, характеризующих физическую устойчи­вость сооружении к опасным воздействиям.

2.2. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОСЛЕДСТВИЙ ТЕХНОГЕННЫХ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ

2.2.1. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВОЗМОЖНОЙ ОБСТАНОВКИ ПРИ АВАРИЯХ НА ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ

2.2.1 Л. КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ МЕТОДИКИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ

Прогнозирование масштабов заражения АХОВ осуществля­ется по методике /37/.

Методика предназначена для заблаговременного и оператив­ного прогнозирования масштабов заражения на случай выбро­сов АХОВ в окружающую среду при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах.

Основные допущения и. ограничения;

1.Емкости, содержащие АХОВ, разрушаются полностью.

2.Толщина слоя жидкостей АХОВ (Л), разлившихся свободно,принимается равной 0,05 м, а для АХОВ, разлившихся в поддонили обвалование, по формулам (2.29) или (2.30):

для жидкостей имеющих самостоятельный поддон (обвалование):

 

где:H - высота обвалования, м;

h - толщина слоя жидкости АХОВ в обваловании, м;

для емкостей имеющих общий поддон (обвалование) на группу:

где: d - плотность АХОВ, т/м3;

F -- реальная площадь разлива в К5 - коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха и равный:1 - для инверсии, 0,23 - для изо-термии и 0,08 - для конвекции;

K'7 - коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха на скорость образования первичного облака (приложе­ние 1, табл.2).

2. Вычисляем эквивалентное количество АХОВ, перешедшее во вторичное облако, по формуле:

 

где: QЭ2 - количество АХОВ во вторичном облаке, т;

К2 - коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ;

К4 - коэффициент, учитывающий скорость ветра;

К6 - коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после начала аварии (N), и определяемый из условия (2.33);

К''7- коэффициент, учитывающий влияние температуры окружающего воздуха на скорость образования вторичного облака.

где: Т -- время испарения АХОВ с площади разлива, час, оп­ределяется из уравнения (2.40).

В случае полного разрушения химически опасного объекта расчет эквивалентного количества АХОВ в облаке ведется как для вторичного облака, по формуле:

где: dj --плотность 1-го АХОВ, т/м (приложение 1, табл.2); Qi -запасы i-го АХОВ на объекте, т; Кij - j коэффициенты для i-го АХОВ;

п - количество одновременно выброшенных в окружающую среду наименований АХОВ.

3. По табл.1 приложения 1, определяем глубину распространения первичного (Г1) и вторичного (Г2) облаков АХОВ. Общую глубину распространения зараженного воздуха вычисляем по формуле:

где: Гт- общая глубина распространения облака зараженного АХОВ воздуха, км;

Г '- большее из двух значений Г1 и Г2, км; Г '' - меньшее из двух значений Г1 и Г2 км.

поддон, м2 Qo - количество выброшенного (разлившегося) при аварии АХОВ, т.

3. Предельная продолжительность сохранения метеоусловий - =4 ч.

4. Расчеты ведутся по эквивалентным количествам АХОВ. Под эквивалентным количеством АХОВ понимается такое количество
хлора, масштаб заражения которым при инверсии эквивалентен масштабу заражения при данной степени вертикальной устойчивости
воздуха количеством данного АХОВ, перешедшим в первичное (вторичное) облако.

Основные исходные данные:

-общее количество АХОВ на объекте экономики;

-количество АХОВ, выброшенное в окружающую среду, и характер разлива;

-высота обвалования;

-метеорологические условия (температура воздуха, почвы, скорость ветра в приземном слое (на высоте 10 метров), степень вертикальной устойчивости воздуха);

-плотность (количество) населения в зоне возможного химического заражения и степень его защиты.

Порядок проведения расчетов.

1. Вычисляем эквивалентное количество АХОВ, перешедшее первичное облако, по формуле:

где: Qэ1 - эквивалентное количество АХОВ в первичном облаке, т;

Qo - количество выброшенного (разлившегося) при аварии АХОВ, т;

Kj - коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ приложение 1, табл.2);

К3 - коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе АХОВ (приложение 1, табл.2);

 

Общую глубину распространения облака зараженного воздуха сравниваем с возможным предельным значением глубины переноса воздушных масс (ГП), определяемой из уравнения(2.36):

где: V - скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха (приложение 1. табл.5), км/ч; N- время от начала аварии, ч.

Из двух значений выбираем наименьшее, соблюдая условие

где: Г - глубина зоны возможного заражения АХОВ, км.

Вычисляем площадь зоны возможного заражения АХОВ (SB) формуле:

Где: ф - угловые размеры зоны возможного заражения АХОВ.. Определяются по приложению 1. табл.4.

Вычисляем площадь зоны фактического заражения АХОВ по формуле:

Гдеe: K8 - коэффициент, который зависит от степени вертикаль устойчивости воздуха и принимается равным: 0,081-для дисперсии. 0,0133 - для изотермии и 0,235 -для конвекции.

Вычисляем продолжительность поражающего действия АХОВ (время испарения АХОВ с площади разлива) по формуле:

Вычисляем время подхода облака зараженного воздуха к данному объекту:

Где: х - расстояние от источника заражения до заданного объекта в м;

t - время подхода облака зараженного воздуха к заданному объекту, ч.

9. Вычисляем возможные общие потери населения в очаге

где: Р° - общие потери населения в очаге поражения АХОВ, чел;

Гг -глубина распространения облака зараженного АХОВ воздуха в городе, км;

D,D'- средняя плотность населения соответственно в городе и загородной зоне (чел/км2);

К, К' - доля незащищенного населения соответственно в городе и загородной зоне, вычисляемая по формуле:

где: n1, n1' доля населения, обеспеченного противогазами, соответственно в городе и в загородной зоне;

n2, n2'- доля населения, обеспеченного убежищами, соответственно в городе и загородной зоне.

Для оперативных расчетов принимается, что структура потерь в очаге поражения АХОВ составит:

35% - безвозвратные потери;

40% - санитарные потери тяжелой и средней форм тяжести (выход людей из строя на срок не менее чем на 2-3 недели с обязательной госпитализацией);

25% - санитарные потерн легкой формы тяжести.

При аварии (разрушении) объектов с АХОВ условные обозначения наносятся на карту (план, схему) в следующей последовательности:

точкой синего цвета отмечается место аварии и проводится ось в направлении распространения облака зараженного воздуха;

на оси следа откладывают величину глубины зоны возможно­го заражения АХОВ;

синим цветом наносится зона возможного заражения АХОВ в виде окружности, полуокружности или сектора, в зависимости от скорости ветра в приземном слое воздуха (табл.2.2);

зона возможного химического заражения штрихуется желтым цветом;

возле места аварии синим цветом делается поясняющая надпись. В числителе - тип и количество выброшенного АХОВ (т), в знаменателе - время и дата аварии.

Схема площади зоны возможного химического заражения приведена на рнс.2.5.

 

Рис. 2.5. Схема площади зоны возможного химического заражения

Таблица 2.2

Отображение зон возможного заражения АХОВ на картах (схемах)

Примечание:

Зона фактического заражения имеет форму эллипса (на рисунках табл.2.2 оказана пунктиром), входит в зону возможного химического заражения ВХЗ) и, обычно, не наносится на карты (схемы) ввиду возможного перемещения облака АХОВ.

Зона возможного химического заражения часто дополнительно подразделяется на:

район аварии или место разлива АХОВ (непосредственно на кар­ту не наносится);

зону возможного распространения зараженного воздуха - пло­щадь, в пределах которой распространяются АХОВ с поражающей концентрацией.

Населенные пункты в зоне возможного химического заражения с находящимися в них людьми, сельскохозяйственными животными и растениями составляют очаг возможного химического поражения.

 

 

2.2.1.2.ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ ПО ПРОГНОЗИРОВАНИЮ ХИМИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ

Задача 1.

Определить глубину распространения АХОВ при аварии на хими­чески опасном объекте при следующих исходных данных: тип АХОВ - хлор; количество АХОВ, Qo= 96 тонн; условия хранения АХОВ - жидкость под давлением; высота обвалования, Н=2 метра; метеоусловия: изотермия;

температура воздуха, Тв =10° С; скорость ветра, V10=2 м/с.

Решение.

1. Вычисляем эквивалентное количество хлора, перешедшее в первичное и вторичное облако.

1.1. Вычисляем эквивалентное количество хлора, перешедшее в первичное облако, по формуле (2.31):

ОЭ1 = К1 •К3 •К5 • K7 •Qo = 0,18 • 1 • 0,23 • 0,8 • 96 = 3,18 т, где: К1 =0,18 (приложение 1, табл.2);

К3 =1 (приложение 1, табл.2);

K5=0,23 (см. формулу 2.31);'

К'7=0,8 (приложение 1, табл.2).

1.2. Вычисляем эквивалентное количество хлора, перешедшее во
вторичное облако, по формуле (2.32):

QЭ2 = (1 - К1) • К2 •К3 • К4 • К5•К6 •К7"•Qo/(h • d) =

= (1 -0,18) • 0,052 • 1 • 1,33 • 0,23• 3,03 • 1 •96/(1,8•1,553)= 1,357 т,

где: K2=0,052 (приложение 1, табл.2);

Кл = 1,33 (приложение 1, табл.3);

К''7=1 (приложение 1, табл.2);

h = H-0,2=2-0,2= 1,8 м;

d = 1,553 т/м3 (приложение 1, табл.2),

 

2. Вычисляем глубину распространения первичного и вторичного облаков АХОВ (приложение 1, табл. 1) с применением формул интерполирования:

где: ГБ, Гм, Гх - соответственно большее, меньшее и искомое значение глубины распространения зараженного АХОВ воздуха, км;

Qs, Qm, Qx - соответственно большее, меньшее и непосредгнно перешедшее в первичное (вторичное) облако количество АХОВ, т.

В данном случае для скорости ветра в приземном слое 2 м/с глубина распространения первичного и вторичного облаков АХОВ составит:

3. Общую глубину распространения облаков зараженного АХОВ воздуха вычисляем по формуле (2.35):

Предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс (Гп) вычисляем по формуле (2.36):

В рассматриваемом случае N=4 ч, скорость переноса переднего фронта облака зараженного АХОВ воздуха - V=12 км/ч (приложение 1, табл.5).

Гак как Гу < Гп, общая глубина распространения зараженного АХОВ воздуха составит - Г=7,17 км.

Задача 2.

В результате аварии на химически опасном объекте произошел выброс АХОВ. Определить время подхода облака зараженного АХОВ воздуха к населенным пунктам при следующих исходных данных:

расстояния от источника выброса АХОВ до населенных пунктов: Х1 = 2 км; Х2 = 6 км; Х3 = 12 км;

метеоусловия: изотермия; скорость ветра, V10 = 2 м/с.

Решение.

1. По табл.5 приложения 1 определяем скорость переноса переднего фронта облака зараженного АХОВ воздуха в зависимости от скорости ветра и степени вертикальной устойчивостивоздуха:

V = 12 км/ч.

2. По формуле (2.41) вычисляем время подхода облака зараженного воздуха к каждому населенному пункту:

Задача 3.

На ХОО произошел выброс фосгена. Определить ожидаемые общие потери населения и их структуру при исходных данных:

- глубина распространения облака зараженного воздуха, Г = 12 км,
в том числе в городе, Г, = 5 км;

- площадь зоны фактического заражения, Sф - 25.8 км";

- средняя плотность населения: в городе, А - 2800 чел/км";
в загородной зоне, Д/ = [40 чел/км";

- обеспеченность населения противогазами: в городе, ns = 60%;
в загородной зоне, п' = 50%;

- обеспеченность населения убежищами: в городе, n2 = 10%;
в загородной зоне, п'=- 0%.

Решение.

1. Вычисляем долю незащищенного населения по формулам2.43 и 2.44:

а) в городе: К = 1 - п, - п2 = 1 - 0,6 - 0,1 = 0,3;

б) в загородной зоне: К = 1 - п'| - п!2 = 1 - 0,5 - 0 = 0,5.

 

3. Структура потерь может составить:

10083 • 0,35 = 3529 чел. - безвозвратные;

10083 • 0,40 = 4033 чел. - санитарные тяжелой и средней форм

тяжести;

10083 • 0,25 = 2521 чел. - санитарные легкой формы тяжести

 

2.2.2. ВЫЯВЛЕНИЕ И ОЦЕНКА РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ ПРИ АВАРИЯХ НА РАДИАЦИОННО ОПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ

2.2.2.1. КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ МЕТОДИКИ ВЫЯВЛЕНИЯ И ОЦЕНКИ РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ

Радиационная обстановка - совокупность радиационных фак­торов, образующихся в результате эксплуатации ядерных объек­тов и при возникновении на них аварий и разрушений. Характе­ризуется радиационная обстановка пространственными и временными масштабами, радиационными дозовыми нагрузка­ми и степенью радиоактивного загрязнения местности, аквато­рии, воздушной среды и поверхности объектов.

Для решения задач по определению влияния крупномасштаб­ных разрушений (аварий) ядерных реакторов на население и дей­ствия сил ликвидации ЧС, выбору и обоснованию оптимальных режимов их деятельности и защиты предназначена методика вы­явления и оценки радиационной обстановки при разрушении (ава­рии) АЭС,

С помощью методики осуществляются:

выявление радиационной обстановки - определение методом прогнозирования или по данным разведки масштабов и степени р адио а кти в н о го з агр яз н ен и я;

оценка радиационной обстановки - определение влияния ра­диоактивного загрязнения местности на действия сил ликвида­ции чрезвычайных ситуаций и поведение населения, а также обо­снование мероприятий защиты.

Выявление и оценка радиационной обстановки заключается в реше­нии формализованных задач, которые делятся на две большие группы:

инженерные - задачи по обоснованию степени радиоактивно­го загрязнения местности, характеристик вооружения и техники, средств защиты/проведения научных исследований;

оперативные - задачи для оперативного обеспечения жизнедеятель­ности населения и действий сил РСЧС, а именно расчет доз облучения и возможных последствий облучения, оптимизация режимов поведения населения и действий сил ликвидации ЧС в зонах радиоактивного заг­рязнения и та, как по прогнозу, так и по данным разведки.

Перечень основных инженерных и оперативных задач приве­ден в табл.2.3.

Таблица 2.3.

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: