2) За наявності снігового покриву радіус загоряння в 1.5 –2 разі менше. 3) За меншої прозорості повітря вводяться коефіцієнти: добра прозорість – видимість до 50км, К = 0.93; середня прозорість – видимість до 20 км, К = 0.8; легкий серпанок – видимість до 10 км, К= 0.66; сильний дим – видимість до 5км, К = 0.36; дуже сильний дим, туман – видимість до 1км, К = 0.12

Приклад до завдання 1.6 Визначити можливість займання пожежі в сосновому лісі на відстані 1.2км за дуже сильного задимлення та снігового покрову, якщо потужність повітряного ядерного вибуху складає 200 кт

Розв’язування: Радіус можливого виникнення пожежі для повітряного вибуху і потужності 200кт для опалої хвої за табл.. 1.5 складає: R = 5.7 + [(8.7 – 5.7)/(500 – 400)] * 100 = 5.7 + 0.75 = 6.45км. З урахуванням поправки на сильний дим та видимість до 1км. радіус складає: R = 6.45 *0.12 = 0.774км. З урахуванням сніжного покрову радіус зменшується ще у 1.5 – 2 рази, тобто в цих умовах він буде від 0.387 до 0.510 км. Таким чином, на відстані 1.2 км загоряння соснового лісу не відбудеться.

Практичне заняття № 2 Осередки ураження за надзвичайних ситуацій мирного часу

У цьому практичному занятті вирішуються завдання, які пов’язані з осередками ураження за ситуацій мирного часу.

Завдання 2.61Розрахунок розмірів зон руйнувань за землетрусу

За землетрусу в осередку ураження, як і в осередку ядерного ураження, виділяють зони повних, сильних середніх та слабких руйнувань. На межі зон спостерігаються такі значення величин надмірного тиску: 50, 30, 20, 10 кПа відповідно. Іноді приймають, що на місцевості, де інтенсивність землетрусу менша за 5 балів, руйнування або незначні, або відсутні, за інтенсивності 7 і більше балів руйнування повні та сильні, а в інтервалі інтенсивностей від 5 до 7 спостерігаються слабкі та середні руйнування.

Оцінку можливих масштабів руйнувань за землетрусу проводять за інтенсивністю(силою) землетрусу. Силу землетрусу можна розрахувати залежно від глибини гіпоцентру і величини магнітуди за формулами:

- у епіцентрі інтенсивність: І_Н = 1.5М – 3.5 lg Н + 3 (балів);

- на відстані R: I_R = 1.5М - 3.5 lg + 3 (балів),

де Н – глибина гіпоцентру, км; R – відстань від епіцентру, км., М – магнітуда землетрусу.

Приклад за завданням 2.1 За конкретним значенням магнітуди землетрусу(М = 6), глибині гіпоцентру(Н =50км) і відстані від епіцентру до об’єкта (R = 55 км) треба визначити інтенсивність у епіцентрі землетрусу, а також визначити, якою буде спостерігатися інтенсивність на об’єкті.

Розв’язування:

Інтенсивність землетрусу в епіцентрі: І_Н = 1.5М – 3.5 lg Н + 3 = 1.5* 6 – 3.5 lg 50 + 3 = 9 – 5.95 + 3 = 6.05 балів

На відстані 55 км: I_R = 1.5М - 3.5 lg + 3 = 1.5 * 6 – 3.5lg + 3 = 5.45 балів

Завдання 2.2 Визначення розміру і площі зон руйнувань у осередку землетрусу

Розв’язування завдання за находженням розмірів зон зазначеної інтенсивності також здійснюють за допомогою вище наведених співвідношень(як у завданні 2.1).

Приклад за завданням 2.2Визначити відстань(радіус) від центру землетрусу на якій будуть спостерігатися повні(сильні), середні(слабкі) руйнування та їх площу. Максимальна магнітуда землетрусу 9 балів, глибина гіпоцентру 64 км.

Розв’язування: На межі осередку землетрусу(там, де руйнування практично відсутні) інтенсивність землетрусу менше 5 балів. Знайдемо, на якої відстані від епіцентру землетрусу буде інтенсивність 5 балів

На відстані R за формулою: I_R = 1.5М - 3.5 lg + 3 (балів),

тоді R = = = 279.94 км

На межі повних та сильних руйнувань інтенсивність 7 балів, тоді радіус:

R = = = 107.61 км

Площа зони повних руйнувань: S = p R² = 36361км²

Завдання 2.3 вВизначення ступеню руйнувань будинків і споруд за землетрусу певної інтенсивності

Руйнування будинків, споруд та інших об’єктів у випадку землетрусу залежить від інтенсивності енергії землетрусу на поверхні землі, яка вимірюється в балах за шкалою MSK – 64(для Європи), від міцності об’єктів та тривалості дії землетрусу. У загальному випадку осередки ураження за землетрусу можна порівнювати з осередками ядерного ураження. У зв’язку з цим оцінка можливих масштабів і ступеня ураження за землетрусів може бути проведена аналогічно оцінки руйнування за ядерного вибуху. Різниця полягає в тому, що як критерій дії землетрусу використовують не максимальний надмірний тиск у фронті ударної хвилі, а максимальну інтенсивність землетрусу в балах за шкалою MSK - 64.

Ступень руйнування визначають за таблицею 2.1

Таблиця 2.1 – Ступені руйнування елементів об’єкта в залежності від інтенсивності землетрусу

За відсутності у таблиці окремих видів будинків і споруд, ступінь їх руйнування можливо визначити за таблицею ступенів руйнування елементів об’єкту за різних значень надмірного тиску ударної хвилі ΔP, кПа(таблиця 2.5). При використанні таблиці орієнтовно можна приймати наступні значення надмірного тиску залежно від інтенсивності землетрусу I (у балах):

Таблиця 2.2 Відповідність інтенсивності землетрусу величіні надмірного тиску

Приклад за завданням 2.3Об’єкт розташований у місцевості, де можливі землетруси інтенсивністю V111 балів. Визначить можливу ступінь руйнування об’єкту за землетрусу максимальної інтенсивності.

Характеристика об’єкту:

- Виробничі цехи – 5 шт. – промислові будинки з металевим каркасом і бетонним заповненням стін.

- Складські приміщення - 4 шт. – цегляні малоповерхові будинки.

- Адміністративні будинки - 1 шт. - 4х поверхова будівля з залізобетонним каркасом.

- Захисні споруди: сховища 111кл. – 2 шт.; сховища V кл. – 1 шт.

- Сховище ПММ напівзаглибленного типу .

- Мережі комунального господарства – на металевих естакадах.

Розв’язування:

1) За таблицею 2.2 визначаємо величину надлишкового тиску, яка відповідає інтенсивності землетрусу V111 балів. Отримаємо: D Р = 40 кПа.

2) За величиною інтенсивності визначаємо ступень руйнування тих будівель, які є в таблиці 2.1:

- Виробничі цехи – 5 шт. отримують середні або великі руйнування.

- Складські приміщення - 4 шт. також отримують середні або великі руйнування.

- Адміністративний будинок - 1 шт. отримує слабкі або середні руйнування.

3) За величиною надмірного тиску (за таблицею 2.5) визначаємо руйнування інших будівель і споруд за надлишкового тиску 40кПа:

- Захисні сховища 111кл. 2 шт. та сховище V кл. не отримують руйнувань.

- Сховище ПММ отримує слабкі руйнування.

- Мережі комунального господарства – руйнування середні і сильні.

З урахуванням того, що більшість споруд об’єкту отримує середні або сильні руйнування (90 %) робимо висновок, що об’єкт отримує сильний ступінь руйнування.

Завдання 2.47 Ввизначення розміру зон руйнування за вибуху вуглеводневої сировини в відкритому просторі, наприклад, у сховищі вуглеводневої сировини

За вибуху вуглеводневої сировини може утворитися осередок ураження. В осередку ураження у відкритій атмосфері можна визначити дві зони дії надлишкового тиску: зону детонації (детонаційної хвилі) і розповсюдження (дії) ударної хвилі. У зоні детонації тиск має максимальне значення.

Умовний (розрахунковий) радіус зони детонаційної хвилі (r_O) визначають за емпіричною формулою:

r_{O =} 18.5 * ,

де Q_H – кількість речовини (в тоннах), яка вилилася або розтеклася з ємності (сховища), що розгерметизовано;

К – коефіцієнт , який характеризує об’єм газів або парів речовини, що перейшли в стехіометричну суміш (за даними джерел, він може розрізнятися від 0.4 до 0.6). Емпіричний показник перед коренем дозволяє враховувати різні умови виникнення вибуху.

У межах зони 1 діє надлишковий тиск, який приблизно можна вважати постійним і рівним 1700кПа. Точніші значення тиску визначають за довідниковими даними для кожної речовини, наприклад, за таблицею 2.3 Максимальний тиск у зоні детонації – це найбільший тиск, який виникає при утворенні найбільш пожежо -, вибухонебезпечної суміші газу, пару або пилу з повітрям у замкнутому об’ємі при початковому тиску суміші 101кПа (атмосферному тиску).

Таблиця 2.3 – Максимальний тиск і концентраційні межи загоряння окремих речовин

За межами зони детонації - у зоні дії повітряної ударної хвилі, формується фронт ударної хвилі, який розповсюджується по поверхні землі. Він різко знижується до атмосферного через невелику відстань. Літературні джерела дають різні закономірності його зміни з урахуванням відстані до місця вибуху.

У таблиці 2.4 приведено узагальнені дані зміни надмірного тиску, виходячи із відстані, що виражено в частках від радіусу зони детонації (r₁ / r_O), і максимального тиску в зоні детонації.

Використовуючи наведені вище табличні дані можна розраховувати масштаби зон руйнування, визначати и можливе значення надмірного тиску за наявних відстань об’єкту від місця аварії (вибуху), а також визначати ступінь руйнування різних будинків, споруд, будівель залежно від величини надмірного тиску та розв’язати інші завдання.

Таблиця 2.4 - Зміна тиску в зоні розповсюдження ударної хвилі

За вибуху звичайних вибухових речовин, наприклад тол (тротил, тринітротолуол) величину надлишкового тиску на відстані r (м) від центру вибуху залежно від маси речовини Q (кг) розраховують за формулою:

, кПа

Приклад до завдання 2.4На промисловому підприємстві трапилася аварія з розливом вуглеводневою речовини у кількості 128т. Обчислити розміри зон сильних, середніх і слабких руйнувань.

Примітка: Прийняти, що на дальній межі сильних руйнувань величина надмірного тиску – 50 кПа, на межі середніх – 30 кПа, слабких – 10 кПа.

Розв’язування: Тип вуглеводневої речовини нам не відомий, тому беремо значення максимального тиску в цьому випадку – 900 кПа.

1) Радіус зони детонації, де тиск буде максимальним і рівним 900 кПа:

r_O =18.5 * = 18.5 * = 18.5 *4 = 74 м.

2) Розрахуємо радіуси зон слабких, середніх і сильних руйнувань. За таблицею 2.4 знайдемо, що за максимального тиску 900 кПа тиск в 9кПа буде за відношенням r₁ / r_O = 8,в 14кПа - за відношенням r₁ / r_O = 6, інтерполюванням знаходимо, що тиску 10 кПа відповідає відношення r₁ / r_O =7.6. Цей результат отримано через пропорцію: r₁₀/ r_O = 6 + [(8 – 6)/ (14 – 9)] * 4 = 7.6. Тут r₁₀ – радіус зони, де тиск дорівнює 10 кПа.

3) Отримаємо радіус зони слабких руйнувань r_СЛ =74 * 7.6 = 562.4 м.

4) Аналогічно обчислюють радіуси середніх і сильних руйнувань:

r_СЕР= 280 м.; r_СИЛ. = 213 м.

Завдання 2.5 - вВизначення величини надмірного тиску та ступеню руйнування будівлі при певної відстані об’єкту від міста вибуху вуглеводневої сировини

Це завдання також можна розв’язувати за допомогою таблиць 2.3 та 2.4

Приклад до завдання 2.5Визначить, яких руйнувань зазнає виробничий цех, якщо його відстань від місця вибуху – 350 м. Тип будинку цеха - масивний промисловий будинок з металевим каркасом і крановим обладнанням вантажністю 25 – 50 т. Умови вибуху взяти з прикладу 2.3.

Розв’язування:

1) Як і у прикладі 2.4 радіус зони детонації r_O = 18.5 * = 74м.

2) Тип вуглеводневої речовини нам не відомий – беремо значення максимального тиску в цьому випадку – 900 кПа.

3) Знаходимо відношення відстані від міста вибуху до об’єкту r₁ до радіусу зони детонації r_О (r₁/r_О), що складає 4.73

4) У таблиці 2.4 знаходимо, що відношенню r₁/r_О рівному 4.0 відповідає тиск 26 Па (це при максимальному тиску 900кПа), а відношенню r₁/r_О = 6.0 відповідає 14кПа. Тоді, при відношенні r₁/r_О = 4.73 тиск буде Р = 26 – [(26 – 14)/(6.0 – 4.0)] * 0.73 = 26 – 4.38 = 21.62кПа

5) За цього надмірного тиску приміщення цеху зазнає слабкі руйнування(ступінь руйнування визначено за таблицею 2.5)

Таблиця 2.5 – Ступені руйнування елементів об’єкта господарської діяльності і комунікацій в залежності від величини надмірного тиску