Прогнозирование обстановки в районе разрушительных землетрясений

Для оценки обстановки большие населенные пункты (города, ОЭ) разбиваются на несколько площадок. Значения координат площадок принимаются равными значениям координат их центров. Малые населенные пункты рассматриваются в виде одной элементарной площадки (ее координаты определяются как координаты центра населенного пункта). Затем определяются расстояния от эпицентров землетрясений до центра площадок, и рассчитывается интенсивность землетрясения для каждой площадки по формуле.

При заблаговременном прогнозировании возможная интенсивность землетрясения принимается по картам общего сейсмического районирования территории России (ОСР-78; ОСР-97).

Основными показателями обстановки в районе разрушительных землетрясений являются:

количество зданий, получивших обвалы, частичные разрушения, тяжелые, умеренные и легкие повреждения, шт.;

площадь разрушенной части города (ОЭ), в пределах которой застройка получила тяжелые повреждения, частичные разрушения и обвалы (3, 4, и 5 степени разрушения), км²;

объем завалов, м³;

количество участков, требующих укрепления (обрушения) поврежденных или частично разрушенных конструкций, шт.;

протяженность заваленных улиц и проездов, м.

Кроме основных показателей, при оценке инженерной обстановки могут определяться вспомогательные показатели, характеризующие завалы.

Количество зданий Р_j, получивших j – ую степень разрушений, определяется по формуле
, ед, (2.1)
где К_i – количество зданий i-го типа в городе (на ОЭ);

С_ij – вероятность получения зданием i-го типа j-ой степени разрушения, принимаемая по табл. 2.1;

n – число типов рассматриваемых зданий (максимальное число типов n=6 – А, Б, В, С7, С8, С9).
Площадь разрушений части города, в пределах которой застройка получила тяжелые, частичные разрушения и обвалы, определяется по формуле

S_разр = , км², (2.2)

Ф – плотность застройки в городе (на ОЭ), зд./км².

Таблица 2.1

Н - средняя высота застройки, м;

d - доля застройки на рассматриваемой площади (плотность застройки);

- коэффициент объема завала на 100 м³ объема здания, принимаемый для промышленных зданий равным 20, для жилых - 40.
Если город (ОЭ) большой с неравномерной плотностью и этажностью застройки, то расчеты следует проводить по участкам (площадкам), на которые предварительно разбивается город (ОЭ). Затем результаты вычислений суммируются.

Опыт ликвидации последствий разрушительных землетрясений показал, что при проведении спасательных работ разбирается примерно 15% завалов от их общего объема.

Однако, все вышесказанное справедливо только для случаев разрушения зданий без опрокидывания. В районах с пониженной несущей способностью и большой деформированностью грунтов возможны случаи разрушений высотных зданий с их опрокидыванием. Высота и длина завала в этом случае будет зависеть от размеров здания.

Наиболее характерными повреждениями дорог в зонах разрушений при землетрясениях являются: разрушение участков дорог вследствие оползней; образование трещин в дорожном полотне на несколько десятков сантиметров, а также разрушение дорожного покрытия (в девятибальной зоне).

В горной местности возможно образование каменных и снежных завалов, разрушение мостов, путепроводов, тоннелей.

Следует отметить, что при землетрясении 9 баллов и более могут быть разрушены аэродромные покрытия.

Дальность разлета обломков l и высота завалов h при землетрясении определяется по формулам
l=Н/3,м ; h= , м, (2.4)
где Н - высота здания, м;

- объем завала на 100 м³ строительного объема не разрушенного здания.
Количество аварий на КЭС определяются из условия, что на 1км² разрушенной части города (ОЭ) приходится 6-8 аварий
К_кэс= 8 S_разр, (2.5)
где S_разр определяется по формуле (2.2).
Эти данные получены на основании анализа последствий разрушительных землетрясений.

Причины, вызывающие повреждения КЭС, можно разделить на 2 группы. К первой группе относятся причины, связанные с волновым движением грунта, вследствие чего в элементах КЭС появляются растягивающие и сдвигающие усилия, которые вызывают движение подземных коммуникаций и сооружений КЭС - коллекторов, трубопроводов, колодцев, кабельных линий.

Ко второй группе относятся причины, связанные с разрушением вводов в наземные здания и сооружения, а также повреждения элементов КЭС обломками зданий.

Последствия от аварии КЭС могут оказывать поражающее действие на людей: поражение электрическим током при прикосновении к оборванным проводам; отравление газом попавших в завалы; возникновение пожаров вследствие коротких замыканий и возгорания газа.

Кроме того, возможно затопление территории вследствие разрушения водопроводных труб и канализационных коллекторов и ожоги людей при разрушении элементов системы паро- и теплоснабжения.

Аварии на КЭС могут привести к прекращению снабжения зданий и сооружений водой, электроэнергией и теплом.

К показателям, влияющим на объемы аварийно-спасательных работ и решения задач жизнеобеспечения населения в зонах разрушительных землетрясений, относят:

численность пострадавших людей, структуру потерь;

численность людей, оказавшихся под завалами и оказавшихся без крова;

потребность во временном жилье (палатках, домиках);

пожарную обстановку;

радиационную и химическую обстановку в зоне разрушений.

N_i – численность людей в зданиях i - ой группы, чел;

Более точно значение R для формулы (2.6) принимаются равными:

с 7.00 до 9 часов R=0.6;

с 9.00 до 18часов R=0.7;

с 18.00 до 20часов R=0.65;

с 20.00 до 23часов R=0.9.
Число людей, оказавшихся без крова, принимается равным численности людей, проживавших в зданиях, получивших тяжелые повреждения, частичные разрушения и обвалы.

Число людей, оказавшихся в завалах, определяется так же, как и при авариях на пожароопасных объектах.

Анализ последствий землетрясений показывает, что в среднем в половине числа зданий, получивших частичные разрушения и обвалы, возможно возникновение пожаров.

Особенно велика вероятность взрыва ГПВС на объектах нефтехимической и химической промышленности, где хранятся и используются значительные объемы горючих газов (ГГ) и легковоспламеняющихся жидкостей. В России доля таких аварий невероятно велика (почти 96%).