Глава 2. Чрезвычайные ситуации в литосфере виды чрезвычайных ситуаций природного характера и их характеристика
 Скачать 3.06 Mb.
|
|
Вероятность общих и смертельных потерь населения, находящегося в зоне конуса выноса селевого потока
Скорость движения селя зависит от характеристик селевого русла, состава селевой массы и глубины потока. Для оперативного определения средней скорости движения селя рекомендуется следующий график (рис. 2.8). Диапазон изменения средней скорости характерных для России селевых потоков лежит в пределах от 2–3 до 7–8 м/с. Максимальная средняя скорость потока редко превышает 14–16 м/сек. Максимальная поверхностная скорость потока может превышать среднюю в 1,5–2 раза. Глубина селевого потока составляет для: катастрофического – 10 м и более; мощного – 3–5 м; среднего – 2,5–3 м; маломощного – 1,5–2,5 м. Максимальная глубина потока (до разрушения русла) превышает указанные значения в 1,5–2 раза.  hср = 3 м V, м/с α, град hср = 0,5 м hср = 1 м hср = 2 м 4 6 8 10 12 2 5 10 15 20 25 30 Рис. 2.8. График определения скорости селевого потока Установлены критические значения параметров жидких сред для оценки последствий их воздействия на людей. При плотности менее 1,1 г/см3, глубине потока менее 1,5 м и средней скорости менее 2,5 м/с вероятность выживания взрослого человека достаточно высока. Параметры реальных селевых потоков превышают указанные выше величины в несколько раз. В результате возможны массовая гибель и тяжелые поражения населения, попавшего в зону прохождения селя. Если селевой поток не обладает свойствами для того, чтобы основная масса частиц его твердой фракции находилась в квазистационарном состоянии, то сель вырождается и территория подвергается затоплению. Такой вариант рассматривается в процессе выбора показателей при катастрофическом затоплении местности. С большой достоверностью можно предположить: все население, находящееся на открытой местности в зоне прохождения селя, а также в зданиях, сооружениях и на возвышенностях на уровнях ниже его максимальной глубины, погибнет. Это подтверждается анализом последствий схода селей. С увеличением глубины селя прямо пропорционально возрастает его статическое давление на объект, при возрастании скорости селя возрастает динамическое давление, в прямой зависимости от плотности селевого потока находится суммарное давление на объект. Поэтому удобно рассматривать не каждый отдельный параметр, а выбрать интегральный параметр, учитывающий все перечисленные. В качестве его предлагается суммарное давление селевого потока (эквивалентное давление на плоскости). Допускается, что при скоростях движения селя до 20 м/с воздействие на здания и сооружения носит квазистатический характер, а суммарное давление Р определяется гидростатическим давлением потока, его скоростным напором и конфигурацией объекта. Начальным импульсом соударения фронта селя с объектом при таком допущении пренебрегают. Для оценки последствий воздействия селевого потока на различные объекты можно воспользоваться табл. 2.27. Таблица 2.27 Последствия воздействия селевых потоков на различные объекты
Наиболее полно отражать интенсивность воздействия могут два показателя: суммарное давление, дающее четкие значения оценки пригодности различных объектов для укрытия населения, и глубина потока, определяющая условия укрытия населения в зданиях, сооружениях и на незатапливаемых участках местности. В качестве расчетных показателей, определяющих область распространения селевого потока, выбраны линейные размеры его сечения в различных створах (ширина селя) и дальность продвижения конуса. Ширина потока зависит от ширины русла и в большинстве горных бассейнов территории России колеблется на транзитных участках (узкие каньоны, горловины, глубоко врезанные русла небольших бассейнов) от 3–5 м до 50–100 м. Дальность продвижения селя может быть оценена по следам предыдущих селей, а также расчетным путем. Если сель пересечет реку, расчет дальности его продвижения делается с учетом объема потока, диаметра анкирующих обломков и особенностей профиля местности на конусе выноса. Максимальная дальность продвижения на конусе выноса может достигать нескольких десятков километров. Зная это, можно точно определить время прихода головы селевого потока в расчетную точку местности. В основу формирования расчетных вариантов воздействия положен принцип выявления граничной величины совокупности показателей воздействия, приводящих к качественному изменению уровня защиты населения. За граничное условие принимается такой набор значений показателей, изменение величины любого из которых вызывает превышение некоторого критического значения величины параметра воздействия для возможного состояния защиты населения. Оценим все перечисленные выше и принятые к рассмотрению показатели с целью выявления граничных значений, приводящих к изменению уровня защиты населения. Рассмотрим вначале временные показатели воздействия поражающих факторов селя, так как лимит времени, в основном, и определяет возможность реализации эффективного комплекса мероприятий для складывающейся ситуации. 1. Прогнозируемое время начала схода селевого потока и прихода его головы в рассматриваемую зону поражения меньше времени на организацию и проведение любого из возможных защитных мероприятий: Тпрогн. Тсхода min (Т з.нi), (2.35) i = 1, N, где Тпрогн. – время оперативного прогноза схода селя; Тсхода – время схода селевого потока от сигнального створа до зоны проведения защитных мероприятий; Тз. нi – время на организацию и проведение i-го комплекса защиты населения; N – общее количество комплексов защиты населения. Соотношение (2.35) реализуется, если нет оперативного прогноза о начале схода селя, а время прихода головы селевого потока меньше времени оповещения населения и времени движения до ближайшего незатопляемого участка местности, здания, сооружения или времени ухода с затапливаемой селем территории. 2. Прогнозируемое время начала схода селевого потока и прихода его головы достаточно для укрытия населения на незатапливаемых участках местности и объектах: Тпрогн. + Тприх. Тукр.з.с.,(2.36) где Тукр.з.с. – время на укрытие населения в (на) неразрушаемых зданиях, сооружениях и на незатапливаемых участках местности; Тприх. – время прихода головы селя. Соотношение реализуется при отсутствии оперативного прогноза и условии, что время схода головы селевого потока позволяет поместить (разместить) население на ближайших объектах и возвышениях. 3. Прогнозируемое время схода селевого потока и прихода его головы к населенному пункту достаточно для организации и проведения мероприятий по выходу населения из опасной зоны: Тпрогн. + Тприх. Тэв.пеш.. (2.37) Соотношение реализуется, если суммарное время прихода селя больше, чем требуется для самостоятельного выхода населения из опасной зоны, но недостаточно для организации его вывоза транспортом. 4. Прогнозируемое время прихода головы селя достаточно для организации и проведения мероприятий по эвакуации населения из опасной зоны автотранспортом: Тпрогн. Тэв.авто. (2.38) Соотношение реализуется при наличии оперативного либо кратковременного прогноза схода селевого потока. Анализ расчетных показателей, определяющих интенсивность воздействия селя, позволяет выделить следующие варианты воздействия. 1. Суммарное давление селевого потока превышает критическое для устойчивости зданий и сооружений, служащих населению укрытием: Р Ркр. 2. Суммарное давление селевого потока не превышает критическое для данного типа зданий и сооружений, используемых в целях укрытия населения: Р Ркр. Вариант воздействия селя, имеющего плотность потока меньше = 1,1 г/см3, не рассматривается, так как чрезвычайная ситуация, вызванная сходом селя с указанными характеристиками, анализируется при рассмотрении проблем, связанных с катастрофическим затоплением. Расчетные показатели (площадные характеристики селя) учитываются при определении времени прихода головы селевого потока к рассматриваемому объекту. В качестве последнего показателя используется глубина селевого потока: глубина селевого потока превышает уровень укрытия населения в зданиях, на не затапливаемых участках местности – h hкр.; глубина селевого потока не превышает критической отметки – h hкр. Ширина селевого потока и дальность его продвижения, не отраженные при выборе расчетных вариантов воздействия, косвенно учитываются при определении времени прихода головы селевого потока. Расчетные варианты воздействия приведены в табл. 2.28. Таблица 2.28 Расчетные варианты воздействия селевого потока
Они отражают все основные ситуации, представляющие интерес для организации защиты населения. Конкретные значения показателей, приведенных в табл. 2.28, можно получить на основе прогнозируемых, либо фактических, параметров распространения селя и образующейся зоны поражения, а также местных условий (характеристик зданий и сооружений, планировки улиц, дорог и т. п.). Инженерно-технические мероприятия по защите от селей и лавин Для защиты населения при непосредственной угрозе и во время схода селевого потока необходимы следующие мероприятия:
Наиболее эффективным мероприятием по защите населения в условиях селевой опасности является предварительная эвакуация населения за пределы опасной зоны. Необходимые условия успешного проведения эвакуации – своевременное составление краткосрочных прогнозов (от нескольких часов до 1–3 сут) и оперативное их доведение соответствующими службами до руководителей, принимающих решения. При проведении заблаговременной эвакуации население на автотранспорте либо пешим порядком покидает опасный район и направляется к местам временного размещения. Они выбираются вблизи мест постоянного проживания, например, в той части этого же населённого пункта, которая находится вне зоны возможного прохождения селевого потока. В качестве мест временного размещения могут использоваться пригодные для этой цели общественные здания и сооружения (санатории, дома отдыха, школы). Ввиду того, что здания и сооружения, попадающие в зону прохождения селевого потока, как правило, полностью разрушаются, необходимо при проведении заблаговременной эвакуации предусмотреть возможность вывоза из опасной зоны личного имущества граждан. Население должно находиться в местах временного размещения до прохождения селевого потока либо до отмены штормового предупреждения. Основные входные параметры мероприятия: ТОР – время оповещения населения об угрозе схода селевого потока – управляемый параметр; ТТR – время подготовки и подачи транспортных средств – управляемый параметр; ТСН – время сбора населения и погрузки на транспортные средства – управляемый параметр; ТЕV – время проведения эвакуации – управляемый параметр; S – особенности планировки и застройки района населённого пункта, где проводится заблаговременная эвакуация – вектор неуправляемых параметров; РR – пропускная способность улично-дорожной сети, особенности рельефа местности – вектор неуправляемых параметров; RB – расстояние до мест временного размещения населения – вектор неуправляемых параметров. Тогда защитное мероприятие «Заблаговременная эвакуация» может быть описано вектором K1 входных параметров: K1 = (ТОР, ТТR, ТСН, ТЕV, S, PR, RB). (2.39) При заблаговременной эвакуации пешим порядком население самостоятельно направляется в заранее определённые места временного размещения. Основные входные параметры мероприятия: ТОР – время оповещения населения об угрозе схода селевого потока – управляемый параметр; ТСН – время сбора населения – управляемый параметр; S – особенности планировки и застройки района населённого пункта, где проводится заблаговременная эвакуация – вектор неуправляемых параметров; РR – пропускная способность улично-дорожной сети, включая особенности рельефа местности, – вектор неуправляемых параметров; RB – расстояние до мест временного размещения населения – вектор неуправляемых параметров. Защитное мероприятие «Заблаговременная эвакуация населения пешим порядком» может быть описано вектором K2 входных параметров: K2 = (ТОР, ТСН, S, PR, RB). (2.40) Нельзя отрицать и такую ситуацию: оценив обстановку по вторичным признакам схода селевого потока (сотрясение земли, нарастающий грохот) население самостоятельно покидает опасную зону. Для этого люди должны знать наикратчайшие маршруты эвакуации, а также минимальное время на принятие решения. Основные входные параметры мероприятия: ТОР – время оповещения населения об угрозе схода селевого потока – управляемый параметр; ТСН – время сбора населения – управляемый параметр, может быть равен 0; S – особенности планировки и застройки района населённого пункта, где проводится заблаговременная эвакуация – вектор неуправляемых параметров; РR – пропускная способность улично-дорожной сети, включая особенности рельефа местности, – вектор неуправляемых параметров; RB – расстояние до мест временного размещения населения – вектор неуправляемых параметров. Защитное мероприятие «Экстренная эвакуация населения» может быть описано вектором K3 входных параметров: K3 = (ТОР, ТСН, S, PR, RB). (2.41) Мероприятие «Укрытие населения на верхних этажах зданий, сооружений и на незатапливаемых участках местности» целесообразно, когда времени на экстренную эвакуацию не хватает. Поэтому для укрытия населения выбираются ближайшие фундаментные здания и сооружения. Требования к объектам, подвергшимся воздействию селевых потоков, изложены выше. Основные входные параметры мероприятия: S – особенности планировки и застройки населённого пункта – вектор неуправляемых параметров; Rи – удаление мест укрытия – вектор неуправляемых параметров; W – вместимость «Укрытия». Защитное мероприятие может быть описано вектором K4 входных параметров: K4 = (S, Rи, W). (2.42) Для спасения населения, находящегося после прохождения селя, на незатапливаемых участках, верхних этажах зданий и сооружений и не имеющего возможности выбраться отсюда, проводятся спасательные и другие неотложные работы. Основные входные параметры мероприятия: Тр – время развёртывания спасательных сил и средств – управляемый параметр; В – возможности спасательных сил и средств для перемещения населения в безопасные районы – управляемый параметр; Rв – расстояние от мест спасения до безопасных районов – неуправляемый параметр. Защитное мероприятие «Спасательные и другие неотложные работы» может быть выражено вектором K5 входных параметров: K5 = (Тр, В, Rв). (2.43) В интересах оказания экстренной медицинской помощи населению, пострадавшему при прохождении селя, развёртываются медицинские формирования. Основные входные параметры мероприятия: Трм – время развёртывания медицинских формирований – управляемый параметр; Вм – возможности медицинских формирований – управляемый параметр; Rв – расстояние от места нахождения пострадавших до места дислокации медицинских формирований – вектор неуправляемых параметров. Защитное мероприятие «Оказание экстренной медицинской помощи» может быть выражено вектором K6 входных параметров K6 = (Трм, Вм, Rв). (2.44) В предгорной и горной местности, где периодически сходят сели и прогнозируется возможность их образования, осуществляется предварительное планирование и подготовка к проведению защитных мероприятий. При этом надо иметь в виду четыре фазы времени: угрожаемый период, чрезвычайный (ранний), промежуточный и отдалённый. Мероприятия по комплексной защите населения осуществляются во время угрожаемого периода и на ранней фазе схода селя. Тогда они приносят максимальный эффект. Эти мероприятия выполняются в три этапа:
Мероприятия первого этапа проводятся заблаговременно, при получении краткосрочного прогноза селевой опасности; второго, начиная с момента формирования селевого потока. Третий этап касается лишь той части населения, которая заранее не выведена из зоны прохождения селя и не может без посторонней помощи покинуть её после прохождения селя. Приведём возможные состояния населения при сходе селевого потока и проведении всех возможных защитных мероприятий. 1. Население находится вне зоны прохождения селя. 2. Население находится в зоне прохождения селя: с параметрами, превышающими критические значения для зданий, сооружений и возвышенности на местности; с параметрами, превышающими критические значения для населения; с параметрами, не превышающими критические значения для населения; укрыто на верхних этажах зданий, сооружений, на возвышенностях; не укрыто. Для оценки эффективности защитных мероприятий первого этапа рекомендуется использовать показатель, отражающий долю населения (от общей численности населения, подвергшегося селевой опасности), выведенного (вывезенного) из зоны возможного поражения: П1i (t) = [N11i (t) · N12i (t)], (2.45) где N11i (t) – доля населения, выведенная из зоны селевой опасности; N12i (t) – доля погибшего населения на момент времени t; i – вариант проведения защитных мероприятий. Для оценки эффективности защитных мероприятий второго этапа рекомендуется использовать показатель, отражающий долю населения, избежавшего поражения благодаря проведению i-го варианта защитных мероприятий: П2i (t) = [N21i (t) · N22i (t) · N23i (t) · N24i(t)], (2.46) где N21i(t) – доля населения, выведенного из зоны селевой опасности на втором этапе; N22i(t) – доля населения, укрывшегося на верхних этажах зданий, сооружений, незатапливаемых участках местности; N23i(t) – доля населения, попавшего в селевую массу с параметрами воздействия ниже критических для человека; N24i(t) – доля погибшего населения на момент времени t; i – вариант проведения защитных мероприятий. Для оценки эффективности защитных мероприятий третьего этапа рекомендуется использовать показатель, отражающий долю населения (от общей численности населения, подвергающегося селевой опасности), спасенного в результате проведения данных мероприятий: П3i(t) = [N31i(t) · N32i(t) · N33i(t)], (2.47) где N31i(t) – доля населения, спасенного в результате проведения спасательных и других неотложных работ; N32i(t) – доля населения, спасенного в результате своевременного оказания квалифицированной медицинской помощи; N33i(t) – доля погибшего населения на момент времени t. Комплексы мероприятий по защите населения при селях и оценка их эффективности. При возникновении чрезвычайной ситуации, вызванной сходом селевого потока, находящееся в зоне его прохождения население подвергается риску поражения. Это обусловливает необходимость проведения комплекса защитных мероприятий, направленных на максимальное снижение или устранение этого риска, а также на оказание населению необходимой помощи, когда не удается полностью избежать воздействия поражающих факторов селевого потока. В зоне возможного прохождения селевого потока осуществляется комплексная защита населения, предусматривающая проведение взаимосвязанных мероприятий: заблаговременной эвакуации населения в угрожаемый период, экстренной эвакуации в безопасную зону, укрытия на верхних этажах зданий и сооружений и на незатапливаемых участках местности, спасательных и других неотложных работ, оказание квалифицированной и другой неотложной медицинской помощи с последующим стационарным лечением. Выбор рационального варианта комплекса защитных мероприятий базируется на анализе эффективности каждого комплекса в конкретных условиях селевой опасности с учетом имеющихся сил и средств и возможностей для их наращивания. Все варианты комплексов проранжированы на основе последовательного увеличения совокупных затрат на их реализацию при прочих равных условиях. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||