Храмов Г.Н. Опасные природные процессы

70

При изучении опасных природных процессов часто бывает

необходимым оценить вероятность какого-либо события в течение

определенного временного интервала. Вероятность ),(

T

N

P

появления

N

рассматриваемых событий за период времени

T

определяется в зависимости от среднего числа

µ

таких событий в

единицу времени по формуле (2.20), которая может быть

представлена в виде

)exp(

!

)(

),( T

N

T

TNP

N

µ

−

⋅

= ,

T

N

µ

...3,2,1

=

(2.22)

В этой формуле параметр распределения Пуассона записан в

виде

T

µ

λ

= .

Опираясь на соотношение (2.22), нетрудно определить

вероятность того, что произойдет ровно одно событие

)exp(),1(

T

P

⋅

−

⋅

=

µ

(2.23)

Вероятность того, что не произойдет ни одного события

)exp(),0(

T

P

µ

−

=

, (2.24)

а вероятность того, что произойдет хотя бы одно (не менее одного)

события

)exp(1),0(1)(

T

P

T

P

µ

−

=

−= (2.25).

Пример. Пусть в конкретном регионе проходит в среднем три сильных

землетрясения

за 100 лет (

03,0

=

µ

). Найти вероятность одного такого

землетрясения в

течение

10=

T

лет.

Решение. Вероятность одного сильного землетрясения за период времени

10=

T

лет

вычисляем по формуле (2.23)

71

22,0)1003,0exp(1003,0)10,1(

=

⋅

−

⋅

=

P

.

§ 2.4. Оценка состояния зданий,

сооружений на объекте после землетрясения.

Для оценки состояния зданий, сооружений после землетрясения

могут быть использованы данные табл.4. В случаях, когда критерии

поражения сооружения не известны, а известно только значение его

сейсмостойкости, для определения степени разрушения используется

соотношение [23]

5,0

−

=

с

IIS , (2.26)

где

S

- степень разрушения здания (;5,4,3,2,1

=

S

см § 1.12);

I

- интенсивность землетрясения;

с

I - сейсмостойкость сооружения.

Значение 1=

S

отвечает первой степени поражения сооружения,

то есть повреждениям; 5,4,3,2=

S

- второй, третьей, четвертой и пятой

степеням поражения, то есть слабому, среднему, сильному и полному

разрушениям соответственно.

В целом ряде случаев при оценке состояния зданий, сооружений

необходимо также знать ущерб, нанесенный этим сооружениям. Для

оценки ущерба в приближенных расчетах используется данные

табл.11. [14]

Таблица 11.

Величина ущерба в зависимости

72

от степени разрушения здания (оценочные данные)

Степень разрушения здания Ущерб, %

Полное 100

Сильное

7050 ÷

Среднее

5030 ÷

Слабое

2010 ÷

Обращает внимание неполнота данных этой таблицы

(отсутствуют данные по ущербу при повреждениях). Кроме того

имеют место разрывы в

значениях ущерба при переходе от одной степени разрушения здания

к другой.

Более строгие оценки могут быть получены при составлении

величины ущерба с вероятностью поражения сооружения.

Вероятность поражения в данном случае является

математическим

ожиданием ущерба.

Пример расчета вероятности поражения промышленного здания

рассмотрен в предыдущем параграфе.

Очевидно, на территории объекта могут находиться различные

здания, сооружения, рис.18.

9 7 8 10

11

5 1 2 3 4 6

Рис.18. План-схема объекта.

73

На рис.18 обозначено:

№№ 1,2,3,4 – производственные цеха (здания с легким металлическим

каркасом);

№ 5 – котельная (здание с тяжелым металлическим каркасом);

№ 6 – заводоуправление (кирпичное многоэтажное здание);

№№ 7,8,9,10 – механическая мастерская, оздоровительный комплекс,

склад сырья, склад готовой продукции соответственно (кирпичные

малоэтажные здания);

№ 11 – заводская дорога с асфальтовым покрытием.

При известных значениях критериев безусловного поражения и

сейсмостойкости зданий расчет вероятности их поражения

практически не отличается от выполненного примера.

Пусть, например, величина интенсивности землетрясения,

определяющая нижнюю границу значений безусловного поражения

зданий №№ 1,2,3,4

составляет 9 баллов, здания № 5 – 10 баллов, здания № 6 – 8 баллов,

зданий №№ 7,8,910 – 8 баллов. Такие данные можно получить, если,

например, принять для зданий №№ 1,2,3,4 величину 8

.

=

рс

I баллов,

здания № 5 – 9 баллов, зданий №№ 6,7,8,9,10 – 7 баллов, где

рс

I

.

-

интенсивность землетрясения, при которой происходит сильное

разрушение, см. табл.4. Тогда согласно рекомендациям [1]

1

..

+≥

рсрп

II балл, где

рп

I

.

- интенсивность землетрясения, при

которой происходит полное разрушение и обеспечивается

безусловное поражение сооружения.

Значения сейсмостойкости зданий нескольких типов приведены

в §1.12. Применительно к рассматриваемому объекту они составляют

(с учетом данных табл.4): для зданий №№ 1,2,3,4 – 6 баллов, здания №

5 – 6,5 балла, здания № 6 – 5,5 балла, зданий №№ 7,8,9,10 – 6 баллов.

Результаты расчета вероятностей поражения зданий на

территории объекта применительно к условиям примера,

приведенного в предыдущем параграфе, когда интенсивность

землетрясения составляла 5,7

=

I

балла, представлены в табл.12. В

этой таблице представлены также значения степеней разрушения

рассматриваемых зданий.

74

Таблица 12.

Состояние зданий на объекте после землетрясения

Степени разрушения Здание

,№

Полное сильное среднее слабое повр-ния

Мат. ожид.

ущерба

1 0,50

2 0,50

3 0,50

4 0,50

5 0,10

6 0,96

7 0,94

8 0,94

9 0,94

10 0,94

В табл.12 штриховкой показана степень разрушения

соответствующего здания.

Самостоятельное значение при оценке последствий

землетрясения имеет определение человеческих потерь. Такие потери

связаны в основном с разрушением зданий и сооружений. Для оценки

потерь в приближенных расчетах используются данные табл.13 [21].

Таблица 13.

Потери людей при разрушении зданий (ориентировочные данные)

Потери людей, % Степень разрушения

здания

Общие Безвозвратные Санитарные

Полное 90 80 10

Сильное 50 15 35

Среднее 40 10 30

Слабое 15 - 15

75

Зная число людей в каждом здании до землетрясения, по

данным табл.12 и 13 нетрудно оценить санитарные и возвратные

потери.

Пусть, например, в зданиях №№ 1,2,3,4 работает по 100 человек,

в здании № 5 – 15 человек, в здании № 6 – 150 человек, в № 7 – 50

человек, в здании № 8 – 25 человек, в зданиях №№ 9,10 по 10 человек.

Необходимо оценить потери людей

при рассматриваемом

землетрясении.

Результаты расчета сведены в табл. 14

Таблица 14.

Потери людей на объекте при землетрясении.

Потери людей, человек

Здание, №

Численность

рабочих и

служащих

Общие Безвозвратные Санитарные

1 100 40 10 30

2 100 40 10 30

3 100 40 10 30

4 100 40 10 30

5 15 2 - 2

6 150 75 23 52

7 50 25 8 17

8 25 13 4 9

9 10 5 2 3

10 10 5 2 3

Итого: 660 285 79 206

§ 2.5 Оценка ущерба.

Величина ущерба в стоимостном выражении приближенно

может быть оценена по методике, предложенной Васильевым В.И.

[30].

Ущерб, нанесенный предприятию в результате ЧС (природного

стихийного бедствия, техногенной катастрофы), подразделяется на

прямой и косвенный ущербы

76

кп

УУУ

+

=

, (2.27)

где

У

- полный ущерб;

п

У - прямой ущерб;

к

У - косвенный

ущерб.

Величина прямого ущерба находится по соотношению

∑∑∑ ∑

=== =

+++=

n

i

обiобiэсi

k

i

l

i

m

i

эсiтоiтоiзiзiп

МCМCМCМСУ

111 1

***

(2.28).

Здесь

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

⋅

−=

100

1

*

зiзi

TН

CC - остаточная стоимость i -го здания на

момент

ЧС, руб;

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

⋅

−=

100

1

*

тоiтоi

TН

CC - остаточная стоимость

i

-го

оборудования на

момент ЧС, руб;

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

⋅

−=

100

1

*

эсiэсi

TН

CC - остаточная стоимость i -ой

энергетической

сети на момент ЧС, руб.;

обiэсiтоiзi

CCCС ,,, - балансовая стоимость

i

-ых здания,

оборудования,

энергетической сети и стоимость оборотных

средств

соответственно, руб.;

обiэсiтоiзi

ММММ ,,,- математическое ожидание

относительной

величины ущерба, нанесенного

i

-ым зданию,

оборудованию,

энергетической сети, оборотным средствам;

77

эсiтоiзi

HHH ,, - нормы амортизации i -ых здания,

оборудования,

энергетической сети, %/год;

эсiтоiзi

TTT ,, - срок службы до ЧС i -ых здания,

оборудования,

энергетической сети, в годах;

nm

l

k

,,,- количество пострадавших зданий,

оборудования,

энергетических сетей, оборотных средств соответственно;

ЧС – чрезвычайная ситуация.

Косвенный ущерб оценивается по соотношению

оплпасршпвк

ССССССУ

+

+= (2.29)

Здесь

а)

100

'

11 1

TП

МCМCМСC

эсi

k

i

l

i

m

i

эсiтоiтоiзiзiв

⋅

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

++=

∑∑ ∑

== =

- стоимость

восстановления предприятия, руб.;

'

П

- норма банковского кредита, %/год;

T

- время восстановления предприятия, в годах.

Время

*0

RR

R

T

−

= , где

эс

m

i

эсiэсi

то

l

i

тоiтоi

з

k

i

зiзi

P

МС

P

МС

P

МС

R

∑∑∑

===

++=

111

- число рабочих, потребное

для

восстановления предприятия в течении 1 года;

0

R - число рабочих на предприятии до ЧС, чел.;

*

R - потери производственного персонала при ЧС (погибшие и

часть

рабочих, получивших тяжелые травмы и не способных

принять

участие в восстановительных работах в период

восстановления

78

предприятия [30]), чел.

б)

tСN

П

C

тпсп

100

''

= - утраченная величина прибыли за

время

восстановления предприятия, руб.;

''

П

- относительная величина прибыли от

реализации

единицы товарной продукции, %;

c

N - суточный выпуск товарной продукции, штук;

тп

C - цена единицы товарной продукции, руб.;

T

t

250= - время восстановления предприятия, в рабочих днях.

в)

tСN

П

C

тпсш

100

'''

= - величина штрафов за

невыполнение

договорных обязательств по поставке готовой

продукции

потребителю, руб.;

'''

П

- норматив штрафов за недопоставку единицы

товарной

продукции, %/день.

г)

паср

УC

⋅

≈ )01,0...005,0( - средства, необходимые для

проведения

аварийно-спасательных работ.

К ним относятся:

-

разведка очага поражения;

-

поиск пострадавших;

-

расчистка проездов в завалах;

-

извлечение пострадавших из завалов;

-

эвакуация пострадавших из очага поражения;

-

тушение пожаров и отключение участков поврежденных

энергетических сетей.

д)

плп

УC

⋅

≈ )08,0...04,0( - средства, необходимые для

ликвидации

последствий ЧС.

К ним относятся:

79

- разборка зданий, получивших полное и сильное разрушение;

-

демонтаж уцелевшего и поврежденного технологического

оборудования;

-

разборка и уборка завалов.

е)

∑

=

⋅=

1i

iiоп

DNC - сумма расходов для оказания помощи

семьям

погибших, а также пострадавшим при ЧС.

Здесь:

i

N - количество пострадавших, получивших i -ю

степень

поражения;

i

D - величина денежной компенсации при i -ой степени

поражения.

При проведении расчетов по формулам (2.28), (2.29)

значительная часть исходных данных обычно известна. Как правило,

это значение балансовой стоимости

обiэсiтоiзi

CCCС ,,,, норм

амортизации

эсiтоiзi

HHH ,, , времен

эсiтоiзi

TTT ,, , нормы банковского

кредита '

П

, величин ''',''

П

. Часть данных, например, значения

математического ожидания

зi

М и число безвозвратных и санитарных

потерь, могут быть определены согласно рекомендациям

предыдущего параграфа. Значения

эсiтоi

ММ ,

могут быть

сопоставлены определенным образом с величиной

зi

М (при

известных критериях поражения оборудования и энергетических

сетей значения

эсiтоi

ММ ,

рассчитываются более строго). Величину

денежной компенсации

i

D семьям погибших и пострадавшим

целесообразно принимать согласно рекомендациям [30].

Необходимо отметить, что в более строгих расчетах при

определении величины

к

У учитываются некоторые дополнительные

потери, например, расходы на возмещение ущерба окружающей среде

и др.

Важное значение имеет страхование предприятия на случай ЧС.

Величина выплат страховой компанией при наступлении страхового

случая, позволяющих поддержать предприятие в условиях ЧС, может

быть определена согласно рекомендациям [30].

Храмов Г.Н. Опасные природные процессы

Подождите немного. Документ загружается.