Принципы возникновения и классификация ЧС

 

Классификация чрезвычайных ситуаций:

а) по причинам возникновения:

стихийные бедствия «Гиперссылка (Глоссарий)» (землетрясения, наводнения, селевые потоки, оползни, ураганы, снежные заносы, грозы, ливни, засухи и др.);

техногенные катастрофы (аварии на энергетических, химических, биотехнологических объектах, транспортных коммуникациях при перевозке разрядных грузов, продуктопроводах и т.д.);

антропогенные катастрофы (катастрофические изменения биосферы под воздействием научно-технического прогресса и хозяйственной деятельности);

социально-политические конфликты (военные, социальные).

б) по масштабу распространения с учетом тяжести последствий:

· локальные;

· объектовые;

· местные;

· региональные;

· национальные;

· глобальные.

в) по скорости распространения опасности (темпу развития):

· внезапные «Гиперссылка (Глоссарий)»;

· стремительные «Гиперссылка (Глоссарий)»;

· умеренные «Гиперссылка (Глоссарий)»;

· плавные "ползучие" катастрофы «Гиперссылка (Глоссарий)».

Основные последствия ЧС:

· разрушения;

· затопления;

· массовые пожары;

· химическое заражения;

· радиоактивные загрязнения (заражение);

· бактериальное (биологическое) заражение.

Масштаб последствий (ущерб) ЧС (количество заболеваний, травм, смертей, экономические потери и т. д.) является следствием взаимодействия многих явлений - причин (факторов).

При классификации ЧС по масштабуучитывают как величину площади поражения, так и тяжесть последствий и различают локальные, местные, территориальные, региональные, федеральные и трансграничные ЧС (таблица 11.1.1).

Таблица 11.1.1 − Классификация чрезвычайных ситуаций по масштабу

Чрезвычайные ситуации	Пострадало человек	Нарушены условия ЖД	Материальный ущерб, МРОТ*	Распространение зоны ЧС
Локальные	<10	<100	<1тыс.	В пределах территории объекта
Местные	10…50	100…300	100…300	В пределах населенного пункта
Территориальные	50…500	300…500	(5…500)тыс	В пределах субъекта РФ
Федеральные	>500	>1000	>5 млн.	В пределах более чем двух субъектов РФ
Трансграничные	-	-	-	За пределами РФ, но затрагивает РФ

МРОТ* − минимальный размер оплаты труда, руб.

 

 

ЧС природного характера

Стихийные явления и бедствия «Гиперссылка (Стихийное бедствие)» по природе возникновения и вызываемому ущербу могут быть самыми разнообразными и вызвать многочисленные человеческие жертвы, значительный материальный ущерб и другие тяжелые последствия /6/.

К ним относятся:

· землетрясения;

· извержение вулканов;

· затопления и наводнения;

· цунами «Гиперссылка (Глоссарий)»;

· массовые пожары (лесные низовые «Гиперссылка (Глоссарий)» и верховые «Гиперссылка (Глоссарий)», торфяные «Гиперссылка (Глоссарий)», степные «Гиперссылка (Глоссарий)»);

· обвалы, оползни «Гиперссылка (Глоссарий)»;

· селевые потоки «Гиперссылка (Глоссарий)»;

· снежные лавины «Гиперссылка (Глоссарий)»;

· ураганы «Гиперссылка (Ураган)» и бури, смерчи «Гиперссылка (Глоссарий)» и др.

Землетрясения, возникающие от подземных толчков и колебаний земной поверхности вследствие тектонических процессов, являются наиболее опасными и разрушительными стихийными бедствиями.

Образующаяся при землетрясениях энергия большой разрушительной силы распространяется от очага землетрясения в виде сейсмических волн, воздействие которых на здания, сооружения приводит к их повреждению или разрушению.

Сила и характер землетрясения характеризуются интенсивностью энергии на поверхности земли, измеряемой по 12-балльной шкале МSК-64 (таблица 11.2.1) /13/.

Таблица 11.2.1 − Характеристика повреждений при землетрясении

Землетрясение	Характер повреждения строений
Слабое (до 3 баллов) Умеренное (4 балла)	Большие трещины в стенах. Обрушение штукатурки, повреждение остекления
Сильное (5 – 6 баллов) Очень сильное (7 баллов)	Трещины в наружных стенах не сейсмостойких зданий, обрушение конструкций, заклинивание дверей
Разрушительное (8 – 10 баллов)	Сейсмически стойкие здания получают слабые разрушения, прочие – рушатся
Катастрофическое (11–12 баллов)	Обрушение наружных конструкций и полное разрушение зданий

Магнитуда, или сила землетрясения, – мера суммарного эффекта землетрясения по записям сейсмографов.

Это условная величина, характеризующая общую энергию упругих колебаний, вызванных землетрясением.

Она пропорциональна десятичному логарифму амплитуды наиболее сильной волны, записанной сейсмографом на расстоянии 100 км от эпицентра.

Шкала измерений (шкала Рихтера) – от 0 до 8,8 единиц (землетрясение магнитудой в 6 единиц – сильное).

В местности с высокой сейсмической активностью население должно быть готово к действиям в условиях землетрясения.

Прежде всего, необходимо продумать порядок своих действий дома, на работе, улице, в общественных местах и определить наиболее безопасные в каждом из названных мест.

Это могут быть проемы капитальных стен, углы, места у колонны и под балками каркаса здания. Следует укреплять шкафы, полки, стеллажи и мебель, чтобы при падении они не загораживали выход. Тяжелые вещи и стекло следует располагать так, чтобы при падении они не наносили травм, особенно вблизи спальных мест. Целесообразно иметь готовые к выносу запас продуктов, воды, аптечку медпомощи, документы и деньги. Надо знать, как отключить электро−, водо− и газоснабжение. Желательно подготовить садовый домик для временного проживания. Радиотрансляция должна быть постоянно включена.

При первых признаках землетрясения следует выбежать из здания на открытое место, не используя лифт и не создавая давку в дверях, или укрыться в квартире в заранее выбранном месте.

После землетрясения оказать помощь пострадавшим; принять все меры по восстановлению радиотрансляции для прослушивания сообщений органов ГО ЧС; проверить отсутствие утечек в сетях коммуникаций; не пользоваться открытым огнем; не заходить в полуразрушенные здания; помнить, что после первого толчка могут последовать повторные.

Вулканическое извержение − это период активной деятельности вулкана, когда он выбрасывает на земную поверхность раскаленные или горячие твердые, жидкие, газообразные вулканические продукты и изливает лаву.

Извержение вулканов − частое явление для ряда регионов Земли. Различают действующие, уснувшие и потухшие вулканы.

Ныне к числу действующих отнесены 522 вулкана, 20−40 из которых ежегодно извергают на земную поверхность обломки горных пород, пепел, лаву.

Эти извержения сопровождаются выделением огромной энергии.

По некоторым данным, извержения вулканов в нынешнем веке унесли более 100 тыс. человеческих жизней.

Снижение ущерба от извержения вулканов достигается прогнозированием их "жизни" и проведением необходимых профилактических мероприятий.

Большинство действующих вулканов находится под постоянным наблюдением специальных станций, располагающихся, как правило, на "вулканических территориях".

Как и при прогнозировании землетрясений, составляются карты вулканической опасности (риска).

Использование современных методов прогнозирования позволяет резко снизить возможный ущерб, наносимый вулканическими извержениями

Наиболее частыми стихийными бедствиями на территории РФ являются наводнения и лесные пожары, особенно последние на территории Дальнего Востока.

Наводнения – временное затопление значительной части суши водой в результате действия природных сил. В зависимости от причин возникновения их можно разделить на две группы.

Наводнения могут быть вызваны выпадением обильных осадков или обильным таянием снега, ледников.

Это ведет к разному подъему уровня рек, озер, образованию заторов.

Прорыв заторов и плотин может привести к образованию волны прорыва, характеризующейся стремительным перемещением огромных масс воды значительной высоты. Это приведёт к сносу строений, мостов, гибели животных, повреждению линий связи, электропередач, разрушению дорог, уничтожению посевов.

Наводнения, возникающие под воздействием нагонного ветра, характерны для прибрежных районов, где имеются устья крупных рек. Нагонный ветер задерживает продвижение воды в море, что резко повышает уровень воды в реке.

Наводнения, вызванные подводными землетрясениями, характеризуются появлением гигантских волн большой длины – цунами (в переводе с японского – “большая волна в гавани”). Скорость распространения цунами – до 1000 км/ч. Высота волны в области ее возникновения не превышает 5 м. Но по мере приближения к берегу крутизна цунами резко растет, и волна с огромной силой обрушивается на берег, в высоту она может достигать 30 м и более.

В структуре санитарных потерь при наводнениях преобладают такие травмы, как переломы, повреждения суставов, позвоночника, мягких тканей. Возможны случаи заболеваний, вызываемых переохлаждением.

Наводнения успешно прогнозируются, и соответствующие службы дают предупреждение в опасные районы.

В местах наводнения необходимо строить плотины, дамбы, регулирующие сток воды. В извилистых местах рек проводят работы по расширению и спрямлению их русла. В угрожаемый период организуются дежурство и поддержание в готовности формирований ГО. Проводят заблаговременно эвакуацию населения, угон скота, вывоз техники.

К стихийным бедствиям геологического характера относятся обвалы, оползни, сели, лавины, камнепады /6/.

Обвал - это отрыв и падение больших масс пород на крутых и обрывистых склонах гор. Обвалы происходят в результате ослабления сцепления горных пород под воздействием выветривания, подмыва, растворения, а также силы тяжести и тектонических явлений. Образованию обвалов способствуют геологическое строение местности, наличие на склонах трещин и дробление горных пород. Обвалы могут также происходить в речных долинах и на морских побережьях.

В 80% случаев обвалы связаны с антропогенной деятельностью человека. Они происходят при неправильном проведении строительных работ, добыче полезных ископаемых.

Оползень − это смещение горных пород, земляных масс вниз по склону под действием собственного веса. Оползни возникают при нарушении равновесия пород, вызванного увеличением крутизны склона в результате подмыва водой, ослаблении прочности при выветривании или переувлажнении осадками и подземными водами, от сейсмических толчков, разрушения склонов выемками грунта, вырубки лесов, неправильной агротехники. Оползни происходят на склонах при крутизне 19" и более, на глинистых грунтах при избыточном увлажнении.

Обвалы и оползни начинаются внезапно. Вначале появляются трещины в горной породе или грунте. Важно вовремя заметить первые признаки, составить правильный прогноз развития стихийного бедствия и провести профилактические мероприятия.

Селевой поток (сель) − это внезапно возникающий в руслах горных рек временный поток воды с большим содержанием грязи, камней, песка и других твердых материалов.

Сель − результат проливных дождей, быстрого таяния снега и льда. Он может произойти и при обрушении в русла рек большого количества рыхлого грунта. Возникновению селей способствуют вырубка лесов, деградация почвенного покрова на горных склонах, взрывы горных пород при прокладке дорог, работы в карьерах, неправильная организация отвалов. В отличие от обычных потоков, сель движется отдельными волнами.

Для борьбы с селями организуется противоселевая защита. Она представляет собой комплекс инженерно-технических мероприятий, направленных на предотвращение возникновения и развития селевых процессов, а также своевременное информирование населения об угрозе возникновения селей.

Еще одним "драконом гор" являются лавины.

Лавина − это быстрое, внезапное движение снега и льда вниз по крутым склонам гор. Лавины бывают склоновыми, лотковыми и прыгающими. Скорость падения лавин составляет в среднем 70-100 км/ч. Крупные сухие лавины могут двигаться с еще большей скоростью. Лавины обладают огромной разрушительной силой, создаваемой не только снегом, но и, главным образом, предлавинной воздушной волной.

Для уменьшения отрицательных последствий на пути лавин устанавливаются препятствия, "козырьки", коридоры, вызывается принудительный сход снега, прекращается доступ людей в лавиноопасные районы.

Самым катастрофическим из атмосферных явлений считается ураган.

Под ураганом понимается ветер огромной разрушительной силы и значительной продолжительности, скорость которого равна или превышает 32,7 м/с (117 км/ч). Время "жизни" урагана, то есть его передвижения по планете, составляет 9-12 суток. Сила урагана определяется в баллах по шкале Бофорта.

Основная причина возникновения урагана заключается в циклонической деятельности атмосферы.

В умеренных широтах - это значительные контрасты температуры и давления смежных воздушных масс, а в тропиках - конденсация пара в обширном слое влажного воздуха над океаном с выделением огромного количества осадков.

К ветрам разрушительной силы относят штормы и бури, которые отличаются от ураганов лишь скоростью и величиной нанесенного ущерба.

К ветрам огромной разрушительной силы относится смерч.

Смерч − это сильный атмосферный вихрь, возникающий в грозовых облаках и спускающийся в виде темного рукава по направлению к суше или воде с вертикальной, но частично изогнутой осью. Возникновение смерча возможно и при ясной безоблачной погоде.

Итак, мы рассмотрели с Вами основные виды стихийных явлений и бедствий.

В рассмотрение вопрос не вошли:

· град − атмосферные осадки, состоящие из плотных частичек льда размером от мелкой горошины до голубиного яйца (5-15 мм).;

· молния − высокоэнергетический электрический разряд, возникающий вследствие установления разности электрических потенциалов (иногда до нескольких миллионов вольт) между поверхностями облачного покрова и земли);

· засуха − комплекс метеорологических факторов в виде продолжительного отсутствия осадков в сочетании с высокой температурой и пониженной влажностью воздуха;

· гололед − плотный слой льда, образовавшегося на земной поверхности при переохлаждении капель дождя или тумана;

· сильные заморозки;

· гололед и др.

ЧС техногенного характера

В большинстве случаев техногенные аварии связаны с неконтролируемым, самопроизвольным выходом в окружающее пространство вещества и/или энергии.

Самопроизвольное высвобождение энергии приводит к промышленным взрывам, а вещества − к взрывам, пожарам и химическому загрязнению окружающей среды.

Промышленные взрывы

Взрыв − процесс быстрого неуправляемого физического или химического превращения системы, сопровождающийся переходом ее по­тенциальной энергии в механическую работу/4/.

К поражающим факторам взрыва относятся:

· ударная волна, давление во фронте которой превышает допустимое значение;

· пламя и пожары;

· обрушение оборудования, коммуникаций, конструкций зданий и сооружений и их осколки;

· выход из поврежденных аппаратов содержащихся в них вредных веществ и присутствие их в воздухе в количествах, превышающих предельно допустимые концентрации.

Основными параметрами ударной волны «Гиперссылка (Глоссарий)», характеризующими ее разрушающее и поражающее действие, являются продолжительность действия волны, избыточное давление во фронте ударной волны.

При химических взрывах взрывчатые вещества могут быть твердыми, жидкими, газообразными, а также аэровзвесями горючих веществ (жидких и твердых) в окислительной среде (часто в воздухе). Твердые и жидкие взрывчатые вещества в большинстве случаев относятся к классу конденсированных взрывчатых веществ (ВВ).

При инициировании взрыва в этих веществах с огромной скоростью протекают экзотермические окислительно − восстановительные реакции или реакции термического разложения с выделением тепловой энергии.

Физический взрыв чаще всего связан с неконтролируемым высвобождением потенциальной энергии сжатых газов из замкнутых объемов машин и аппаратов.

Сила взрыва сжатого или сжиженного газа зависит от внутреннего давления, а разрушения вызываются ударной волной от расширяющегося газа (пара) и осколками разорвавшегося резервуара.

Параметрами, определяющими мощность взрыва, являются энергия взрыва и скорость ее выделения.

Энергия взрыва определяется физико-химическими превращениями, протекающими при различных типах взрывов.

Для парогазовых сред энергию взрыва определяют по теплоте сгорания горючих веществ в смеси с воздухом;

конденсированных ВВ − по теплоте, выделяющейся при их детонации (реакции разложения);

при физических взрывах систем со сжатыми газами и перегретыми жидкостями − по энергии адиабатического расширения парогазовых сред и перегрева жидкости.

В производственных условиях возможны следующие основные виды взрывов:

· свободный воздушный;

· наземный;

· взрыв в непосредственной близости от объекта;

· взрыв внутри объекта (производственного сооружения).

При воздушном взрыве ударная сферическая волна достигает земной поверхности и отражается от нее.

На некотором расстоянии от эпицентра взрыва (проекции центра взрыва на земную поверхность) фронт отраженной волны сливается с фронтом падающей, вследствие чего образуется головная волна с вертикальным фронтом, распространяющаяся от эпицентра вдоль земной поверхности.

Характер воздушной ударной волны при наземном взрыве(за пределами воронки) соответствует дальней зоне воздушного взрыва.

Таким образом, как при воздушном, так и при наземном взрывах обычно рассматривают воздушную ударную волну, распространяющуюся от эпицентра с вертикальным фронтом.

При подходе ударной волны к преграде она отражается и происходит торможение масс движущегося воздуха, что приводит к повышению избыточного давления в 2...8 раз.

После начального взаимодействия с преградой (препятствием) ударная волна начинает его обтекать и под действие давления уже попадают боковые и тыльные поверхности преграды.

Она как бы оказывается в сжатом состоянии со всех сторон, однако наибольшее давление оказывается на фронтальную часть препятствия.

Ударная волна при воздействии на объект может сдвинуть, опрокинуть или разрушить объект, а также вызвать ударные инерционные перегрузки малых по размеру предметов.

Сведения о вероятных разрушениях зданий при различных значениях давления в ударной волне, приведены в таблице 12.1.1.

Таблица 12.1.1 − Предельные значения давления в ударной волне для различных степеней разрушения

Степень разрушения	Избыточное давление, кПа
Полное разрушение зданий
50%-ное разрушение зданий
Среднее повреждение зданий (без разрушения)
Умеренные повреждения (внутренних перегородок, рам, дверей)
Порог разрушения конструктивных элементов зданий
Разбито более 10% остекления

При воздействии ударной волны на незащищенного человека наблюдается прямое (непосредственное) и косвенное воздействие. Прямое действие оказывает избыточное давление во фронте ударной волны.

В результате мгновенного повышения давления и сжатия человека со всех сторон, организм человека испытывает резкий удар.

Прямым действием обладает также и давление скоростного напора, способное отбросить человека и причинить травмы.

Косвенное поражающее действие вызывают обломки разрушенных зданий, сооружений, осколки стекол и т.п.

Характер поражения людей в зависимости от избыточного давле­ния, в ударной волне приведен в таблице 12.1.2.

Таблица 12.1.2 − Характер поражения людей в зависимости от избыточного давления в ударной волне

Характер поражения	Избыточное давление, кПа
Ушибы, вывихи, общая контузия	20 – 30
Контузия, повреждения органов слуха, кровотечения	30 – 50
Переломы, сильные кровотечения	50 – 80
Крайне тяжелые травмы	80 и более

Категорирование технологических объектов по взрывоопасности производится по значениям показателей Q_ви W.

Относительный потенциал взрывоопасности технологического блока (оборудования) Qв = (16,534)^-1 Е ^1/3.

Энергетический эквивалент взрыва тротила W = Е/4520 кг, где Е − полная энергия взрыва.

По этим показателям технологические объекты подразделяются на три категории (таблица 12.1.3).

Таблица 12.1.3

Категория взрывоопасности	Qв	W, кг
I	>37	>5000
II	27…37	2000…5000
III	<27	<2000

В зависимости от категории взрывоопасности действующими нормами устанавливаются определенные ограничения и назначаются мероприятия для обеспечения взрывобезопасности.

Взрыв внутри объекта характеризуется тем, что нагрузка воздействует на объект изнутри.

При взрыве смеси внутри объекта, заполненного частично, на последствия взрыва будет влиять местоположение взрывоопасного облака.

В общем случае последствия (см. НПБ 105—95*) взрывов внутри помещения во многом будут определяться максимально возможным избыточным давлением взрыва ∆р, расчет которого возможно производить по следующему соотношению /9/

(12.1.1)

где W − масса горючего газа, пара ЛВЖ или взвешенной в воздухе горючей пыли, поступившей в объем помещения, кг;

Z − коэффициент участия горючего вещества во взрыве (Z = 0,5 для газов и пылей. Z= 0,3 для паров жидкостей. Z= 1 для водорода);

р_о − атмосферное давление, равное 101 кПа;

Н_т − теплота сгорания поступившего в помещение вещества;

К_н− коэффициент, учитывающий негерметичность помещения (принимается равным 3);

Т_о − температура воздуха (можно принять равной 1,01 кДж/(кг * К);

ρ_в− плотность воздуха (можно принять равной 1,2 кг/м³);

V_c− свободный объем помещения, м³;

К= k_Bt + 1 − коэффициент, учитывающий наличие в помещении аварийной вентиляции (k_B − кратность воздухообмена в помещении, с^-1;

t− время поступления взрывоопасных веществ в помещение, с.

Рассмотрим некоторые особенности взрывов.

Взрывы систем повышенного давления сопровождаются разлетом осколков.

На сообщение осколкам кинетической энергии тратится до 60 % энергии расширения газов, а 40 % − на формирование ударной волны.

При взрывах большая часть осколков (до 80 %) разлетается на расстояние 200 м, меньшая (20 %) − на расстояния до 1000 м, отдельные осколки могут разлетаться на расстояния до 3 км.

За безопасное расстояние для людей можно принимать величину, превышающую 1000 м.

Большие газовые облака могут образовываться при утечках или внезапном разрушении герметичных емкостей, трубопроводов и т. д.

Процесс взрыва или горения таких газовых облаков имеет ряд специ­фических особенностей. Образующиеся в атмосфере газовые облака чаще всего имеют сигарообразную форму, вытянутую по направлению ветра.

Инициаторы горения или взрыва в этих случаях носят чаще всего случайный характер.

Причем воспламенение не всегда сопровождается взрывом.

При плохом перемешивании газообразных веществ с атмосферным воздухом взрыва вообще не наблюдается.

В этом случае при воспламенении газо− или паровоздушной смеси от места инициирования будет распространяться «волна горения».

Так как распространение пламени происходит со сравнительно низкой скоростью, то в волне горения давление не повышается.

В таком процессе наблюдается только расширение продуктов горения за счет их нагрева в зоне пламени.

Медленный режим горения облака с наружной поверхности с большим выделением лучистой энергии может привести к образованию множества очагов пожара на промышленном объекте.

При оценке разрушительного действия взрыва газового облака в открытом пространстве определяющим будет скоростной напор во фронте пламени.

Для пламени предельных углеводородов скоростной напор в открытом пространстве может достигать 26 кПа.

Для защиты оборудования и уменьшения последствий взрывов используют повышенной прочности аппараты и технологические блоки, взрывоподавление и взрыворазгрузку.

Повышенной прочности аппараты и технологические блоки применяют для того, чтобы они выдерживали максимальное избыточное давление взрыва. Этот метод очень дорог, поэтому его используют в исключительных случаях, в основном для аппаратов и блоков незначительного объема.

Взрывоподавление включает в себя быстродействующий датчик раннего обнаружения взрыва и быстрое введение в защищаемый аппарат ингибитора (взрывоподавляющего состава), приостанавливающего дальнейший процесс развития взрыва.

Взрыворазгрузку осуществляют путем устройства взрывных клапанов, мембран, легкосбрасываемых конструкций, которые вскрываются при повышении определенного давления и сбрасывают избыточные газы в атмосферу.

В качестве легкосбрасываемых конструкций используют остекление окон и фонарей, конструкции покрытия.

Площадь легкосбрасываемых конструкций должна составлять не менее 0,05 м² на 1 м³ объёма помещения категории А и не менее 0,03 м² помещения категории Б.