безопасность жизнидеятельности. «Безопасность жизнедеятельности». Тема Человек и среда обитания
![]()
|
4. Посёлок из малоэтажных деревянных зданий расположен на речном берегу высотой 5 м. Река имеет трапецеидальное русло шириной 100 м и глубиной 10 м, площадь водосбора составляет 500 км2. Скорость течения реки 2 м/с, углы наклона берегов равные. Оценить последствия наводнения, обусловленного выпадением осадков интенсивностью 100 мм/ч, в посёлке. Методика расчёта. Определяются последствия наводнения на объекте экономики. Исходные данные: · тип русла реки; · ширина дна реки а0, м; · ширина реки до наводненияb0, м; · глубина реки до наводнения h0, м; · высота месторасположенияhм, м; · углы наклона берегов рекиm, n, град · скорость течения до наводнения v0, м/с; · интенсивность осадков (таяния снега) J, мм/ч; · площадь водосбора реки F, км2; · тип объектов. Порядок проведения расчётов. Выбрать расчётную схему (рисунок 1): ![]() Рис. 1. Схематизация сечения русла реки где b — ширина реки во время наводнения, м; h — высота подъёма воды, м; hз — глубина затопления, м. 1. Рассчитать расход воды в реке до наводненияQ0, м3/с: Q0 = v0 S0 , (1) где S0 — площадь поперечного сечения русла до наводнения: · для треугольного сечения русла S0 = 0,5b0h0; · для трапецеидального сечения русла S0 = 0,5(а0 + b0)h0. 2. Рассчитать расход воды в реке при наводнении Qmax, м3/с: Qmax = Q0 + JF / 3,6 (2) 3. Рассчитать высоту подъёма воды в реке при наводнении h, м: · для треугольного сечения русла реки: h = (2Qmax (h0)5/3 / (b0 v0))3/8 – h0 , (3) · для трапецеидального русла реки: h = ((2Qmax((b0–а0)/(ctgm+ctgn))5/3)/(b0v0))3/8–((b0–а0)/(ctgm+ctgn)) , (4) при m = n, ctgm = ctgn = (b0–а0)/(2h0). 4. Рассчитать максимальную скорость течения при прохождении наводнения vmax, м/с: vmax = Qmax / Smax , (5) где Smax — площадь поперечного сечения русла при наводнении: · для треугольного сечения русла Smax = 0,5b h; b = 2 h ctgm; ctgm = b0 / (2 h0); · для трапецеидального сечения русла Smax = 0,5(а0 + b) h, в этом случае при m = n, b = а0 +2 h ctgm. 5. Рассчитать глубину затопления hз, м: hз = h – h0 – hм , (6) 6. Рассчитать максимальную скорость потока наводнения vз, м/с: vз = vmax f , (7) где f — параметр удалённости объекта от русла реки (таблица 1). 7. Определить степень повреждения объектов (таблица 2). 8. Оценить долю повреждённых объектов на затопленных площадях (таблица 3). Пример решения. Задание. Посёлок из малоэтажных деревянных зданий расположен на речном берегу высотой 5 м. Река имеет треугольное русло шириной 100 м и глубиной 10 м, площадь водосбора составляет 500 км2. Скорость течения реки 2 м/с. Оценить последствия наводнения, обусловленного выпадением осадков интенсивностью 100 мм/ч, в посёлке. Решение. 1. Расход воды в реке до наводнения: S0 = 0,5b0h0 = 0,5×100×10 = 500 м2 Q0 = v0 S0 = 2×500 = 1000 м3/с 2. Расход воды в реке при наводнении: Qmax = Q0 + JF / 3,6 = 1000 + 100×500 / 3,6 » 14890 м3/с 3. Высота подъёма воды в реке при наводнении: h = (2 Qmax (h0)5/3 / (b0 v0))3/8 – h0 = (2×14890×(10)5/3 / (100×2))3/8 » 27,5 м 4. Максимальная скорость течения при прохождении наводнения: ctgm = b0 / (2 h0) = 100 / (2×10) = 5; b = 2 h ctgm = 2×27,5×5 = 275 м Smax = 0,5b h = 0,5×275×27,5 = 3781,25 м2 vmax = Qmax / Smax = 14890/3781,25 » 4 м/с 5. Глубина затопления: hз = h – h0 – hм = 27,5 – 10 – 5 = 12,5 м 6. Максимальная скорость потока наводнения: hз / h = 12,5/27,5 » 0,45; f » 0,45 vз = vmax f = 4×0,45 = 1,8 м/с 7. Доля повреждённых объектов на затопленных площадях, %:
5. На складе взрывчатых веществ хранится октоген в количестве 30 т. На расстоянии 100 м расположено промышленное здание смешанного типа размером 30х10х4 м с лёгким металлическим каркасом. В здании работают 30 человек, плотность персонала на территории промышленного здания составляет 1 тыс. чел./км2. Для проживания персонала на расстоянии 500 м от склада выстроен посёлок из 20 многоэтажных кирпичных зданий, в каждом из которых находится 100 человек. Плотность людей на территории посёлка составляет 0,1 тыс. чел./км2. Оцените обстановку при взрыве всего запаса гексогена на складе. Методика расчёта. Определяются следующие показатели: 1) размеры зон возможных поражений; 2) степень разрушения объектов и размеры завалов (при полном разрушении); 3) степень поражения людей и количество поражённых людей. Исходные данные: · тип и масса ВВ G, кг; · расстояние до эпицентра взрыва R, м; · тип зданий, их длина А, ширина В и высота Н, м; · плотность людейP, тыс. чел./км2; · количество человек в зданииN. Порядок проведения расчётов. 1. Рассчитать тротиловый эквивалент ВВ, Gтнт, кг: Gтнт = G QvВВ / QvТНТ , (1) где QvВВ, QvТНТ — энергия взрыва ВВ и тротила соответственно, кДж/кг (таблица 1). 2. Рассчитать значение избыточного давления во фронте ударной волны DРФ, кПа (при условии 1 ≤ R / (Gтнт)1/3 ≤ 100): DРФ = 95 (Gтнт)1/3 / R + 390 (Gтнт)2/3 / R2 + 1300 Gтнт / R3 (2) 3. Определить зависимость избыточного давления во фронте ударной волны DРФ от расстояния до эпицентра взрыва R DРФ = f(R) (построить график). 4. Определить степень разрушения объектов (таблица 2). 5. Рассчитать размеры завалов при полном разрушении объектов:
где g — удельный объём завала на 100 м3 строительного объёма здания (таблица 3). 6. Определить степень поражения людей (таблица 4). 7. Рассчитать потери людей:
где P — плотность людей, тыс. чел./км2; Gтнт — тротиловый эквивалент, т; N — количество человек в здании; К2, К1 — коэффициенты (таблица 5). Справочные материалы. Таблица 1. Энергия взрыва конденсированных ВВ в кДж/кг
Таблица 2. Избыточное давление во фронте ударной волны для разрушения объектов в кПа
Таблица 3. |